Теплопроводные составы находят применение при производстве электронных компонентов, в теплотехнике и измерительной технике, а также при производстве радиоэлектронных устройств с высоким тепловыделением. Термоинтерфейсы имеют следующие формы:
теплопроводящие пастообразные составы;
полимеризующиеся теплопроводные составы;
теплопроводящие клеющие составы;
теплопроводящие прокладки;
припои и жидкие металлы.
Теплопроводные пасты
Теплопроводная паста (разг. термопаста) — многокомпонентное пластичное вещество с высокой теплопроводностью, используемое для уменьшения теплового сопротивления между двумя соприкасающимися поверхностями. Теплопроводящая паста служит для замены воздуха, находящегося между поверхностями, на теплопроводящую пасту с более высокой теплопроводностью. Типичными и самыми распространенными термопроводными пастами отечественного производства являются КПТ-8 и АлСил-3.
Требования
Основные требования к термопроводным пастам:
наименьшее тепловое сопротивление;
стабильность свойств с течением времени работы и хранения;
стабильность свойств в рабочем диапазоне температур;
удобство нанесения и легкость смывания;
в некоторых случаях к теплопроводным составам предъявляются требования высоких электро изоляционных свойств.
Составы
При изготовлении термопроводных паст в качестве теплопроводящих компонентов используются наполнители в виде микро и нано дисперсных порошков и их смеси:
металлов (вольфрам, медь, серебро);
микрокристаллов (алмаз);
оксиды металлов (цинка, алюминия и др.);
нитридов (бора, алюминия).
В качестве связующих веществ используются минеральные или синтетические масла, жидкости и их смеси, имеющие низкую испаряемость. Существуют теплопроводные пасты с полимеризующимся на воздухе связующим. Иногда, с целью повышения плотности, в их состав добавляются легко испаряемые компоненты. Которые позволяют иметь достаточно жидкую теплопроводную пасту в процессе нанесения и высоко плотный термоинтефейс с высокой теплопроводностью. Такие теплопроводные составы обычно выходят на максимальную теплопроводность в течение 5 — 100 часов работы в штатном режиме (конкретные значения в инструкции по применению). Существуют термопроводные пасты на основе жидких при 20-25°С металлов, состоящие из чистых Индия и Галлия и сплавов на их основе.
Использование
Термопаста используется в электронных устройствах в качестве термоинтерфейса между тепловыделяющими элементами и устройствами отвода тепла от них. (например между процессором и кулером). Главное требование при применении теплопроводящей пасты - минимальная толщина ее слоя. Для этого при нанесении теплопроводящих паст необходимо руководствоваться рекомендациями изготовителя. Небольшое количество пасты, нанесенное на область теплового контакта, растискивается при прижиме поверхностей друг к другу. При этом паста заполняет мельчайшие углубления в поверхностях и вытесняет воздух, обладающий крайне низкой теплопроводностью.
Другие случаи применения.
Термопаста используется при охлаждении узлов электроники имеющих тепловыделение больше допустимого для данного типа корпуса: силовых транзисторов и микросхем питания (ключах)в импульсных блоках питания, и блоках строчной развёртки телевизоров с кинескопом (электронно-лучевой трубкой).
Теплопроводные клеи
Применяется в случае, если невозможно использование теплопроводной пасты (из-за отсутствия крепежа), для монтажа теплоотводящей арматуры к процессору, транзистору и т.п. Это неразборное соединение и требует соблюдения технологии склейки. В случае ее нарушения возможно увеличение толщины термоинтерфейса и ухудшение теплопроводности соединения.