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열 인터페이스 재료(TIM)는 효율적인 열 방출을 보장하고 국부적인 온도 과부하를 방지하기 위해 전자제품에 사용됩니다. 이를 통해 전기 장비와 부품의 안정적이고 안정적인 작동을 보장합니다.
열 인터페이스 재료란 무엇인가요?
열전도율이 0.0263W/MK에 불과한 공기는 최악의 열 전도성 물질입니다. 따라서 열 축적을 방지하기 위해 부품 사이에 공기가 포함되지 않도록 해야 합니다. 여기서 TIM은 요철, 공차 또는 거칠기로 인한 틈새를 메우고 공기 틈이 발생하지 않도록 도와줍니다.
열 중간재는 다음과 같은 다양한 디자인으로 제공됩니다:
- 열 전도성 페이스트,
- 열 전도성 접착제,
- 흑연 및 알루미늄 호일,
- 폼 및 젤 필름,
- 단면 및 양면 접착식 열 전도성 포일,
- 상변화 물질(PCM),
- 실리콘 함유 및 무실리콘 엘라스토머,
- 카프톤 및 운모 디스크,
- 알루미늄 산화물 소재
많은 경우 적합한 중간재를 찾기가 쉽지 않습니다. 그러나 전자 부품의 최적의 기능과 긴 서비스 수명을 위해서는 충분히 잘 설계된 열 관리 시스템이 필수적입니다.
갭 필러
붙여넣기
패드
스택으로서의 패드
어떤 TIM이 어떤 애플리케이션에 가장 적합할까요?
모든 소재가 전자제품의 모든 애플리케이션에 범용 소재로 적합한 것은 아닙니다. 완벽한 TIM을 찾기 위해 재료 연구 분야의 개발자는 열 저항, 열 전도성, 열 임피던스, 접점 페어링의 기계적 허용 오차, 온도 범위, 환경 호환성 등 다양한 재료 특성을 고려해야 합니다.
어떤 재료가 가장 적합한지는 용도에 따라 다릅니다. 열 전도성 필름, 열 전도성 페이스트, 열 전도성 접착제의 세 가지 주요 유형이 있습니다. 이들은 무엇보다도 용도, 층 두께, 전기 절연성 및 열 전도성에서 차이가 있습니다.
열 전도성 단계
열 전도성 페이스트는 방열판과 전자 부품 사이에 열 전달 층을 생성하는 데 자주 사용됩니다. 일반적으로 최대 약 50µm의 매우 얇은 층 두께로 적용됩니다. 50 µm. 따라서 더 큰 부품 거리는 연결할 수 없습니다. 실제로는 과도한 양의 페이스트를 사용하는 경우가 많습니다. 그러나 너무 적게 도포하면 모든 공기 포함물을 보정하지 못할 수 있으므로 더 중요한 경우가 많습니다.
상 변화 재료
상 변화 재료는 기존 열 페이스트에서 한 단계 더 발전한 것입니다. 플레이트 소재인 이 TIM은 층 두께가 연속적이어서 방열판에 깔끔하게 직접 장착할 수 있습니다. 또한 PCM은 상 변화 온도가 특징입니다. 45~55°C의 온도에서 이러한 재료의 농도는 고체에서 연질로 바뀝니다. 결과적으로 이러한 물질은 적용되는 구성 요소 사이의 모든 공간으로 흘러 들어갑니다. 온도가 다시 상 변화 온도 이하로 떨어지면 각 매체는 접점과의 연결이 끊어지지 않고 초기 상태로 돌아갑니다.
표면 마감 및 TIM 선택
열 페이스트나 접착제를 사용하려면 표면의 허용 오차 범위가 거의 이상적이어야 합니다. 이것이 보장되지 않거나 이러한 재료의 취급이 너무 복잡할 경우 일반적으로 필름을 사용합니다. 이를 통해 최대 5mm의 에어 갭을 보정할 수 있습니다. 그러나 이러한 TIM의 열 저항은 강도가 더 높기 때문에 더 높습니다.
열 인터페이스 재료의 적용 분야
다양한 공정에서 생산되는 수많은 열 인터페이스 재료는 모범 설계 사례의 변화를 보여줍니다. 점점 더 많은 방열판과 뜨거운 부품을 금속 하우징 및 기타 방열 표면에 연결하는 방식으로 전자제품에서 공기 냉각이 사라지고 있습니다.
이러한 변화는 종종 원하는 구성 요소의 소형화에도 도움이 됩니다. 부품 밀도가 높을수록 냉각에 사용할 수 있는 공기량이 줄어들고 동시에 남은 공기가 순환하는 것을 방지할 수 있습니다. 따라서 원래 강제 공기 냉각을 위해 냉각 환풍기를 사용하던 시스템에서는 일반적으로 팬이 없는 설계가 선호됩니다.
일상 속 TIM
TIM은 현재 자동차 전장, 컴퓨터, 메모리 및 게임 분야, 광전자 및 항공우주 산업 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 또한 전자제품 패키징, 가전제품, 조명 기술, 의료 기술 및 산업 자동화 분야에서 탁월한 열 관리를 가능하게 합니다.
고정밀 측정은 최적화된 열 관리를 위한 기반입니다.
최적화된 열 관리
열 인터페이스 재료는 적용 가능한 분야가 무수히 많고 재료의 종류가 매우 다양하기 때문에 재료 연구에 큰 도전 과제를 안겨줍니다.
전자 분야의 열 관리는 매우 복잡하며 적용되는 TIM의 재료 특성에 대한 정확한 지식이 필요합니다.
이러한 세부 사항은 다음을 통해 확인할 수 있습니다. 열 인터페이스 재료 테스터를 사용하여 열 유체, 열 페이스트, 탄성 열 전도체 및 상 변화 재료와 같은 열 인터페이스 재료의 열 임피던스를 측정하고 예상 열 전도성을 결정할 수 있습니다.
이러한 지식을 통해 부품과 인터페이스 재료의 완벽한 협력을 도모하고 복잡한 전자 애플리케이션을 위한 최적의 열 관리를 개발할 수 있습니다.
