목차
과학적 정의
전자 기기에서 열 관리는 부품의 과열이 고장으로 이어질 수 있기 때문에 중요한 성능 요소입니다. 여기서 전자 장치에서 발생하는 열을 냉각 장치, 즉 방열판이나 방열판으로 전달하는 것이 중요합니다. 하지만 아무리 효율적인 방열판이라도 접촉 표면이 필요한 열 전달을 관리하지 못하면 열을 최적으로 방출할 수 없습니다. 최신 제조 공정에도 불구하고 미세한 공기 개재물이 발생하는 특정 표면 거칠기가 남아 있습니다.
열 인터페이스 재료, 즉 TIM은 부품 사이의 빈 공간을 채우도록 설계되어 열 전달을 크게 개선합니다. 이는 또한 열을 발생시키는 구성 요소와 방열판 사이의 접촉 저항을 TIM을 사용하여 낮춰야 함을 의미합니다.
TIM의 열적 특성
따라서 TIM의 성능은 열적 특성에 따라 달라지며, 데이터 시트에 나열된 산업에서 가장 일반적으로 사용되는 특성은 열전도율과 열 임피던스입니다.
TIM의 열 임피던스를 살펴보면 재료의 두께와 클램핑 압력 등 애플리케이션의 조건도 반영할 수 있다는 장점이 있습니다.
열 열 전도성 는 재료별 특성으로, 재료가 열을 전도하는 능력을 나타냅니다. 즉, 열 관리를 위해서는 열전도율이 높은 TIM을 사용하는 것이 냉각 효과를 높이는 데 유리합니다.
이와 관련된 열 저항은 열 흐름에 저항하는 능력입니다.
열전도율과 달리 열저항은 재료의 두께에 따라 달라집니다.
따라서 열전도율이 일정하다는 것은 재료가 두꺼울수록 열저항이 높다는 것을 의미합니다.
열 설계와 TIM의 선택은 재료의 열 전도성뿐만 아니라 다음과 같은 사항도 고려해야 합니다. 접촉 저항 뿐만 아니라 열을 발생시키는 부품인 TIM과 히트싱크 사이의 접촉 저항도 고려해야 합니다. 여기서 열 임피던스는 열 저항과 접촉 저항의 합, 즉 재료와 재료 인터페이스인 어셈블리가 열의 흐름에 대해 나타내는 총 반대를 나타냅니다.
즉, 이상적으로 TIM 소재는 열 전도성이 높고 동시에 열 임피던스가 낮습니다.
요약된 속성:
- 열 전도성
- 재료 접촉 압력의 두께
- 내열성
- 접촉 저항
측정 방법
열 임피던스 측정은 일반적으로 다음을 사용하여 수행됩니다. TIM-Tester 를 사용하여 수행되며 표준 ASTM D5470. 이 테스터는 가열된 미터 막대와 냉각된 미터 막대 사이에 시편을 고정하는 정상 상태 방법을 사용합니다. 그런 다음 시편에 대한 온도 구배, 결과 열유속 및 재료와 동일한 크기의 테스트 표면적을 열 임피던스 계산에 사용합니다. 따라서 열 임피던스는 시편 열 저항에 재료와 테스트 표면 사이의 계면 열 저항을 더한 값으로 θ로 표시되며 m2∙K/W 단위로 표시됩니다.
접촉 저항은 시편 표면과 테스트 표면이 테스트 재료에 가하는 압력에 따라 달라지므로 TIM-Tester에 압력이 기록됩니다. 시편의 두께도 측정됩니다.
TIM-Tester를 사용하면 겉보기 열전도율도 측정할 수 있으므로 테스트 조건에 따른 열전도율도 알 수 있습니다. 이를 위해서는 계면 열 저항을 제외해야 합니다. 이를 위해서는 먼저 다양한 시편 두께에 따라 열 임피던스를 측정하고 플롯하면 됩니다. 이렇게 하면 기울기의 역수가 겉보기 열전도율이고 두께 0에서의 절편이 두 테스트 표면의 접촉 저항에 해당하는 직선이 생성됩니다.
