Högpålitliga termiska fetter för effektiv värmeavledning

Parker Hannifins division Chomerics har introducerat en serie högpålitliga termiska fetter som är utvecklade för att förbättra värmeöverföringen över mycket tunna gränssnitt i elektronik för databehandling, fordonsindustri, kraftelektronik och närliggande sektorer. Den nya serien är relevant för tekniska yrkesverksamma som arbetar med termisk hantering i kompakta kretskort (PCB) och andra system med hög effekttäthet.

Utmaningar inom termisk hantering i kompakt elektronik
Moderna elektroniska system – inklusive processorer (CPU), grafikprocessorer (GPU), minnesmoduler, nätaggregat och fordonsstyrsystem – genererar lokal värme som måste ledas bort effektivt för att upprätthålla prestanda och driftsäkerhet. Termiska gränssnittsmaterial (TIM), såsom termiska fetter, fyller mikroskopiska ojämnheter mellan värmealstrande komponenter och kylflänsar eller kapslingar för att minska det termiska motståndet. I många konstruktioner är en minimal bindlinje – det tunna skikt som fettet måste överbrygga – avgörande för att sänka den termiska impedansen och maximera värmeflödet.

Teknisk översikt av den nya serien termiska fetter
Den nyligen lanserade THERM-A-GREASE-serien från Parker Chomerics består av silikonbaserade termiska fetter med en värmeledningsförmåga på cirka 1,5 W/m·K till 7,0 W/m·K, vilket gör det möjligt att välja material utifrån värmelast och prestandakrav.

Produkterna är konstruerade för mycket tunna bindlinjer – nominellt omkring 0,025 mm (0,001 tum) – tack vare lågt appliceringstryck och anpassad reologi. Detta bidrar till lägre termiskt motstånd samtidigt som snäva mekaniska toleranser i täta PCB-konstruktioner kan hanteras. Serien uppvisar låg termisk impedans, mätt enligt etablerade testmetoder som ASTM D5470, där högre värmeledningsförmåga ger motsvarande lägre impedans vid definierade trycknivåer.

De termiska fetterna är utvecklade för att motstå vanliga degraderingsmekanismer i långlivad elektronik, såsom pump-out-effekter, härdning eller sprickbildning vid termisk cykling samt prestandaförsämring i fuktiga miljöer. De kan appliceras genom stenciltryck, screentryck eller dispensering och kräver varken härdning, blandning eller kylförvaring, vilket förenklar både produktion och service.

Användningsområden och prestandarelaterade överväganden
THERM-A-GREASE-produkterna är avsedda för ett brett spektrum av applikationer där termisk prestanda och driftsäkerhet är kritiska. Inom server- och datorsystem kan förbättrad värmeavledning från mikroprocessorer och minnesmoduler bidra till stabil prestanda och minskat kylbehov. Inom fordonsstyrsystem och kraftelektronik kan bibehållen termisk kontakt över upprepade temperaturcykler förbättra livslängden i krävande miljöer.

Vid val av termiskt fett bör konstruktörer beakta mätbara egenskaper såsom värmeledningsförmåga, termisk impedans vid relevanta kontakttryck, kompatibilitet med monteringsprocesser samt långsiktig stabilitet under miljöpåverkan. Jämfört med fasomvandlande material eller fasta gränssnittslösningar är tunna termiska fetter särskilt lämpade när minimal skikttjocklek och god anpassning till ytors mikrotopografi är avgörande för den termiska prestandan.

Integration i termiska konstruktionsflöden
För tekniska team som integrerar termiska gränssnittsmaterial i en bredare digital supply chain eller ett automotive data ecosystem påverkar materialvalet inte bara värmeöverföringen utan även monteringsrepeterbarhet och servicebarhet. Att kvantifiera prestanda med standardiserade testmetoder, såsom ASTM D5470, och att anpassa materialegenskaper till systemets termiska budget är centralt för att optimera kopplingen mellan komponent och kylare samt uppnå specificerade driftstemperaturer.

Genom att använda dessa mätdata i simuleringar och termiska modeller kan konstruktions- och testingenjörer förutsäga komponenttemperaturer och verifiera kylstrategier före serieproduktion.

Konkurrenskontext
Marknaden för termiska gränssnittsmaterial omfattar även termiska dynor, fasomvandlande material och gap fillers. Tunna termiska fetter som THERM-A-GREASE skiljer sig genom hög anpassningsförmåga och lämplighet för applikationer med mycket små gränssnittstjocklekar. En objektiv jämförelse bör baseras på mätbara kriterier såsom termisk impedans vid definierade tryck, mekanisk följsamhet och miljöstabilitet.

Sammanfattningsvis utökar Parker Chomerics nya högpålitliga termiska fetter tillgängliga lösningar för ingenjörer som arbetar med värmeavledning i system med snäva toleranser och krävande driftförhållanden, med prestanda som är kvantifierad enligt etablerade industristandarder.

www.parker.com