Højpålidelige termiske fedter til effektiv varmeafledning

Parker Hannifins Chomerics-division har lanceret en serie høj­pålidelige termiske fedter, der er udviklet til at forbedre varmeoverførsel i meget tynde grænseflader i elektronik til blandt andet databehandling, automotive, effektelektronik og relaterede industrier. Serien henvender sig til tekniske fagfolk, der arbejder med termisk styring i kompakte printkort (PCB’er) og andre systemer med høj effekttæthed.

Termiske udfordringer i kompakt elektronik
Moderne elektroniske systemer – herunder CPU’er, GPU’er, hukommelsesmoduler, strømforsyninger og automotive styreenheder – genererer lokal varme, som skal ledes effektivt væk for at sikre stabil ydeevne og lang levetid. Termiske interface-materialer (TIM’er) som termisk fedt udfylder mikroskopiske ujævnheder mellem varmegenererende komponenter og kølelegemer eller kabinetter og reducerer dermed den termiske modstand. I mange konstruktioner er en minimal bond line afgørende for at sænke den termiske impedans og maksimere varmeafledningen.

Teknisk overblik over den nye serie af termiske fedter
Den nye THERM-A-GREASE-serie fra Parker Chomerics består af silikonebaserede termiske fedter med en bulk termisk ledningsevne på cirka 1,5 W/m-K til 7,0 W/m-K, hvilket giver mulighed for at vælge materiale efter varmebelastning og ydelseskrav.

Produkterne er optimeret til meget tynde bond lines – typisk omkring 0,025 mm (0,001 tomme) – gennem lavt kompressionstryk og en konform reologi, der reducerer den termiske modstand og samtidig håndterer snævre mekaniske tolerancer i tætte PCB-opbygninger. Serien er karakteriseret ved lav termisk impedans, målt efter standardmetoder som ASTM D5470, hvor varianter med højere termisk ledningsevne opnår tilsvarende lavere impedans ved definerede testtryk.

De termiske fedter er udviklet til at modstå almindelige fejlmekanismer i langtidsholdbar elektronik, herunder pump-out, hærdning eller revnedannelse ved termisk cykling samt nedbrydning i miljøer med høj luftfugtighed. Materialerne kan påføres ved stenciling, serigrafi eller dispensering og kræver hverken hærdning, blanding eller køleopbevaring, hvilket forenkler både produktion og service.

Anvendelsesområder og ydelsesmæssige overvejelser
THERM-A-GREASE-serien er rettet mod en bred vifte af industrier og anvendelser, hvor termisk ydeevne og driftssikkerhed er kritiske parametre. I server- og computing-systemer kan forbedret varmeafledning fra mikroprocessorer og hukommelsesmoduler bidrage til stabil ydeevne og lavere krav til aktiv køling. I automotive styreenheder og effektelektronik understøtter stabil termisk kontakt over gentagne temperaturcykler en længere levetid under krævende miljøforhold.

Ved valg af termisk fedt bør konstruktører vurdere målbare egenskaber som bulk termisk ledningsevne, termisk impedans ved relevante kontakttryk, kompatibilitet med samlingsprocesser samt langtidsholdbarhed under miljømæssig belastning. Sammenlignet med faseændringsmaterialer eller faste interface-materialer er tynde bond line-fedter særligt velegnede, hvor minimal lagtykkelse og tilpasning til overfladers mikrogeometri er afgørende for den termiske performance.

Integration i termiske designprocesser
For udviklingsteams, der integrerer termiske interface-materialer i en bredere digital supply chain eller et automotive data ecosystem, påvirker materialevalget ikke kun den fysiske varmeledning, men også gentageligheden i produktionen og mulighederne for service i marken. Kvantificering af ydeevne via standardiserede testmetoder, såsom ASTM D5470-målinger af termisk impedans, og afstemning af materialedata med systemets samlede termiske budget er centrale elementer i optimeringen af kølegrænseflader og driftstemperaturer.

Indarbejdelse af disse målbare parametre i simuleringer og termiske modeller gør det muligt for design- og testingeniører at forudsige junction-temperaturer og validere kølestrategier før serieproduktion.

Konkurrencekontekst
Markedet for termiske interface-materialer omfatter også alternativer som termiske pads, faseændringsmaterialer og gap fillers. Tynde bond line-fedter som THERM-A-GREASE adskiller sig ved deres høje konformitet og egnethed til applikationer med krav om minimal grænselagstykkelse. En objektiv sammenligning bør baseres på målbare kriterier såsom termisk impedans ved definerede tryk, mekanisk eftergivelighed og miljømæssig stabilitet for at understøtte et kvalificeret materialevalg.

Samlet set udvider Parker Chomerics’ nye serie af høj­pålidelige termiske fedter mulighederne for termisk styring i applikationer med snævre tolerancer og krævende driftsforhold, baseret på dokumenterede ydelsesparametre og anerkendte industristandarder.

www.parker.com