Thermal interface material – Vật liệu trung gian

Như đã nói ở phần trước, nhiệt trở tiếp xúc sẽ làm giảm đáng kể khả năng truyền nhiệt, tăng chênh lệch nhiệt độ giữa 2 lớp và là mộp mobil póló nike air max grigie e nere adidas la trainer herre sort nike velo injusa moto aprilia gianni chiarini colette Italy asics gt 2000 dames aanbieding isp 6 pin adidas la trainer herre sort bakugou uniforme ua gymstick zeus 20 isp 6 pin lunarsolo nike mujer reebok osuska gros fitness andre johnson jersey hiện tượng không mong muốn trong các ứng dụng cần tản nhiệt. Có một cách để giảm trở nhiệt không mong muốn này đó là chèn các vật liệu mềm và có tính dẫn nhiệt cao vào giữa hai lớp. Vật liệu như vậy được gọi là Thermal Interface Material (TIM) – Vật liệu trung gian. Nhiệm vụ của nó là giảm các khe hở không khí giữa 2 bề mặt thay vào đó là vật liệu có tính dẫn nhiệt cao hơn nhiều.

Thông thường vật liệu trung gian thườngcustom baseball jerseys belletress caliente custom hockey jerseys nike air max 90 futura cruz azul jersey 2023 49ers jersey jordan air force 1 custom hockey jerseys custom dallas stars jersey nike air jordan 1 elevate low pasante kondom philadelphia eagles kelly green jersey adidas yeezy shoes bouncing putty egg jordan air force 1 được làm từ các chất nền mềm chứa đầy các hạt rắn dẫn nhiệt cao. Chất nền điển hình là silicon, dầu hydrocarbon, cao su, sáp, epoxy. Vật liệu được trộn vào trong đó làm tăng tính dẫn nhiệt, phổ biến là nhôm oxit, magie oxit, nhôm nitrit, bo nitrit và bột kim cương.

Vật liệu trung gian làm chỉ làm giảm phần không khí nằm ở giữa 2 bề mặt chứ không triệt tiêu hoàn toàn được. Do đó sẽ tồn tại nhiệt trở tiếp xúc của 2 bề mặt của 2 lớp với chính TIM. Nhiệt trở thực tế của vật liệu trung gian là tổng nhiệt trở của chính TIM cộng với nhiệt trở bề mặt ở 2 bên.

Với T,k và A tương ứng là độ dày, độ dẫn nhiệt và diện tích tiếp xúc của vật liệu trung gian

Hình 1. Nhiệt trở TIM thực tế

Các tiêu chí khi lựa chọn vật liệu trung gian:

Độ dẫn nhiệt

Lưu ý rằng độ dẫn nhiệt tỉ lệ nghịch với nhiệt trở. Độ dẫn nhiệt cao tương đương với nhiệt trở nội tại của TIM thấp. Độ dẫn nhiệt của hầu hết vật liệu trung gian nằm trong khoảng 1-10

Tính thích ứng

Vật liệu trung gian mềm và có tính thích ứng cao sẽ phù hợp với mọi độ nhám của mọi bề mặt và để lại ít khe hở không khí hơn dẫn đến và thấp hơn

Độ dày

Nhiệt trở của vật liệu trung gian tỷ lệ thuận với độ dày của nó, do đó mục tiêu thiết kế luôn là làm sao TIM càng mỏng càng tốt. Hình 2 cho ta thấy mối tương quan giữa nhiệt trở của vật liệu trung gian và độ dày của nó.

Hình 2. Nhiệt trở tiếp xúc thay đổi theo độ dày

Suất đàn hồi

Đây là thước đo độ bền cơ học của vật liệu trung gian và áp suất cần thiết để nén nó. Nếu suất đàn hồi của TIM thấp nó sẽ cần ít lực hơn để lấp đầy các khe hở không khí giữa các bề mặt tiếp xúc. Áp lực thấp hơn sẽ giúp giảm nguy cơ làm hỏng package của linh kiện. Lưu ý rằng áp suất cần thiết để nén TIM tăng theo cấp số nhân khi tỉ số nén tăng như hình 3. Người ta cũng thấy rằng áp suất cần thiết để nén một vật liệu dày hơn sẽ nhỏ hơn so với một vật liệu mỏng.

Hình 3. Pressure vs Compression rate

Độ bền điện môi

Vật liệu trung gian có thể cách điện hoặc không. Độ bền điện môi là thước đo độ cách điện của một vật liệu. Nếu một hoặc cả hai bề mặt tiếp xúc đều có điện, chúng phải được cách điện với nhau và lúc đó sẽ cần dùng TIM có đồ bền điện môi cao.

Độ ổn định và độ tin cậy

Vật liệu trung gian sẽ phải trải qua các điều kiện khắc nghiệt và chúng cần phải giữ được các đặc tính như độ dẫn nhiệt, suất đàn hồi và độ bền điện môi trong giới hạn cho phép trong suốt quá trình sử dụng.

Dễ sử dụng và khả năng rework

TIM cần đảm bảo khả năng dễ gắn vào cũng như tháo ra khi sửa chữa hay thay thế