Materiały termoprzewodzące

Materiały termoprzewodzące w zarządzaniu ciepłem

Urządzenia elektroniczne wytwarzają podczas pracy ciepło, którego sprawne odprowadzanie stanowi fundament ich niezawodności oraz długowieczności. Materiały termoprzewodzące umożliwiają efektywny transfer energii cieplnej między elementami nagrzewającymi się a systemami chłodzenia, co zapobiega przegrzewaniu podzespołów i przedwczesnym awariom.

Mikroskopijne nierówności na powierzchniach styku tworzą pęcherze powietrzne, które znacząco ograniczają przepływ ciepła. Pasty termoprzewodzące wypełniają te nieregularności, tworząc warstewkę o wysokiej przewodności cieplnej między procesorem a radiatorem lub między innym źródłem ciepła a układem chłodzenia. Dzięki odpowiednio dobranej paście możliwe jest utrzymanie temperatury roboczej w bezpiecznych granicach, co przekłada się na stabilność pracy urządzenia.

Oprócz past w elektronice stosuje się również taśmy termiczne oraz podkładki silikonowe, które sprawdzają się w miejscach, gdzie aplikacja płynnej pasty byłaby utrudniona lub niemożliwa. Taśmy charakteryzują się wysoką ściśliwością i elastycznością, zapewniając dobre dopasowanie do komponentów wymagających chłodzenia. Podkładki silikonowe natomiast łączą przewodność cieplną z izolacją elektryczną, co znajduje zastosowanie w układach wymagających separacji galwanicznej.

Wybór odpowiedniego materiału termoprzewodzącego wymaga uwzględnienia parametrów takich jak przewodność cieplna (wyrażana w W/m·K), zakres temperatur pracy, obecność lub brak przewodności elektrycznej oraz sposób aplikacji. W zależności od zastosowania – od komputerów biurowych po zaawansowane układy przemysłowe – potrzebne mogą być produkty o różnych właściwościach i składach. Producenci oferują materiały na bazie silikonu, metali szlachetnych czy ceramiki, przeznaczone do konkretnych warunków eksploatacyjnych.

Taśmy termiczne i podkładki – alternatywy dla past

Taśmy termiczne oferują przewodność cieplną porównywalną do past średniej klasy, zwykle w zakresie 1,5–6 W/m·K, przy czym niektóre zaawansowane produkty osiągają wartości jeszcze wyższe. Charakteryzują się wysoką ściśliwością, co oznacza, że pod wpływem nacisku dopasowują się do nierówności powierzchni, zapewniając dobry kontakt termiczny. Elastyczność taśm ułatwia ich zastosowanie na elementach o nieregularnych kształtach.

Wielu producentów, w tym NIVISS, dostarcza taśmy z samoprzylepną warstwą po jednej stronie lub obu stronach, co znacznie przyspiesza montaż i eliminuje potrzebę stosowania dodatkowych środków mocujących. Taśmy bez warstwy klejącej wykorzystuje się w aplikacjach, gdzie potrzebna jest możliwość łatwego demontażu lub gdzie zastosowanie kleju mogłoby wpłynąć negatywnie na inne właściwości systemu.

Podkładki silikonowe stanowią szczególną grupę materiałów termoprzewodzących. Łączą one przewodność termiczną z izolacją elektryczną, dzięki czemu stosuje się je między elementami wymagającymi separacji galwanicznej – na przykład między tranzystorami mocy a radiatorami aluminiowymi. Produkty tego typu znajdują zastosowanie w układach zasilania, sterownikach silników oraz wszędzie tam, gdzie konieczne jest jednoczesne odprowadzanie ciepła i zapobieganie niepożądanym połączeniom elektrycznym.

Przy wyborze taśm i podkładek należy uwzględnić zakres temperatur pracy, odporność mechaniczną oraz kompatybilność z materiałami, z którymi będą stykać się w danej aplikacji. Niektóre taśmy są wyposażone w podkład wzmacniający z tkaniny lub folii aluminiowej, co zwiększa ich wytrzymałość i ułatwia manipulację podczas montażu.

Maritex oferuje nie tylko materiały termoprzewodzące, lecz także inne akcesoria LED, np. profile aluminiowe czy dyfuzory. Dzięki profesjonalnemu wsparciu technicznemu Maritex pomaga klientom dobrać optymalne komponenty dla ich projektów elektronicznych i przemysłowych.

FAQ

Jaka pasta termoprzewodząca będzie odpowiednia do moich potrzeb?

Wybór pasty zależy od rodzaju zastosowania i wymagań termicznych. Do komputerów biurowych wystarczą produkty silikonowe o przewodności 0,7–3 W/m·K. W układach wymagających intensywniejszego chłodzenia, takich jak stacje robocze czy aplikacje przemysłowe, lepiej sprawdzą się pasty ceramiczne lub z dodatkiem metali, osiągające przewodność 3–10 W/m·K lub wyższą. Warto również zwrócić uwagę na zakres temperatur pracy oraz to, czy pasta przewodzi prąd elektryczny – w niektórych zastosowaniach istotna jest izolacja elektryczna.

Kiedy zamiast pasty termoprzewodzącej lepiej użyć taśmy termicznej?

Taśmy termiczne sprawdzają się przede wszystkim tam, gdzie wypełniane szczeliny są większe niż 0,5 mm, co utrudnia efektywne zastosowanie pasty, lub w produkcji seryjnej, gdzie liczy się powtarzalność i szybkość montażu. Taśmy eliminują ryzyko nierównomiernego nałożenia materiału oraz ułatwiają późniejszy demontaż podzespołów bez konieczności czyszczenia powierzchni z resztek pasty.