"Năng lượng nóng" vô hình của thiết bị điện tử: ứng dụng phép thuật của tấm dẫn nhiệt
Những vấn đề phổ biến, chẳng hạn như đột ngột gây nhiễu điện thoại di động khi chơi trò chơi, quạt quay điên cuồng khi máy tính xách tay đang chạy phần mềm,và ngắt kết nối của bộ định tuyến sau khi làm việc trong một thời gian dài, chủ yếu là do "cuộc khủng hoảng sốt" của thiết bị điện tử.Các thành phần điện tử sẽ tiếp tục tạo ra nhiệt khi làm việc. Nếu nhiệt không thể được thải ra kịp thời, nó sẽ không chỉ làm giảm hiệu suất của thiết bị,nhưng cũng rút ngắn tuổi thọ và thậm chí gây ra nguy hiểm an toàn.Trong nhiều hệ thống phân tán nhiệt, bộ đệm nhiệt dường như không đáng chú ý là vai trò chính để giải quyết vấn đề này.
Bàn nhiệt là gì?
Thermal pad is a kind of polymer composite material with silica gel as the core substrate and mixed with high thermal conductivity fillers such as metal oxides (such as alumina) and carbon materials (such as graphene).Nó mềm dẻo, có thể được cắt theo ý muốn, và có thể được gắn vào bề mặt theo hình dạng của các thành phần điện tử. Nó không cứng và cứng như tản nhiệt kim loại,và nó không cần phải áp dụng phức tạp của chất lỏng bột nhiệt.
Có vẻ như các thành phần điện tử được gắn chặt với bộ tản nhiệt, nhưng thực sự có một khoảng trống nhỏ,và không khí trong khoảng trống có độ dẫn nhiệt cực kỳ kém (chỉ một phần nghìn của kim loại), sẽ tạo thành một "rào cản nhiệt".Chức năng cốt lõi của bộ đệm nhiệt là lấp đầy những khoảng trống này, loại bỏ không khí, giảm thiểu sức đề kháng nhiệt, và để nhiệt được tạo ra bởi các thành phần nhanh chóng được chuyển đến bộ tản nhiệt,và sau đó xả thông qua quạt, lỗ làm mát và các phương tiện khác để đạt được chuyển nhiệt hiệu quả.
Ứng dụng cụ thể của bộ đệm nhiệt trong các thành phần điện tử khác nhau;
(1) Sân máy tínhCPU và thẻ đồ họa là "gia đình sốt lớn" của máy tính, đặc biệt là thẻ đồ họa hiệu suất cao của sách trò chơi hoặc máy tính để bàn, và nhiệt độ làm việc có thể tăng lên trên 80 ° C.Giữa các thành phần này và mô-đun xả nhiệt, tấm dẫn nhiệt có thể dính chặt vào bề mặt không bằng phẳng, và hợp tác với ống dẫn nhiệt để nhanh chóng dẫn nhiệt đi,để tránh sự suy giảm tần số CPU do quá nóng và tắc nghẽn thẻ đồ họa do nhiệt độ cao, và đảm bảo hoạt động hiệu suất cao liên tục của thiết bị.
(2) Thiết bị truyền thôngThiết bị truyền thông như trạm cơ sở và bộ định tuyến cần phải hoạt động 24 giờ một ngày, và chip xử lý tín hiệu nội bộ và mô-đun điện sẽ tiếp tục tạo ra nhiệt.Nếu nhiệt độ quá cao, tín hiệu có thể bị gián đoạn.Bộ đệm dẫn nhiệt được lắp đặt giữa các yếu tố sưởi ấm này và vỏ thiết bị (hoặc thùng xử lý nhiệt tích hợp),có thể xuất nhiệt ổn định mà không cần nguồn cung cấp điện bổ sung và đảm bảo tín hiệu truyền thông trơn tru và ổn định.
(3) Điện tử ô tôHệ thống quản lý pin (BMS) và máy tính trên xe năng lượng mới rất nhạy cảm với nhiệt độ.Do khả năng chống nhiệt độ cao và thấp (-40 ° C ~ 200 ° C), bộ đệm nhiệt có thể phù hợp với bộ pin và tấm xả nhiệt, điều chỉnh nhiệt độ trong thời gian thực,và được cách nhiệt và không dẫn điện, do đó tránh nguy cơ mạch ngắn.
(4) Sản phẩm điện tử tiêu dùngĐiện thoại thông minh và máy tính bảng quá nhỏ để chứa các lò sưởi lớn.Việc dán các miếng đệm nhiệt mỏng lên bề mặt của bộ xử lý, bộ khuếch đại điện và các thành phần khác có thể nhanh chóng chuyển nhiệt đến vỏ thân máy bay, giảm hiện tượng "đốt cắp địa phương",làm cho người dùng thoải mái hơn để giữ, và tránh sự lão hóa của các thành phần do nhiệt độ cao.
(5) Đèn LEDMặc dù đèn LED tiết kiệm năng lượng, chip nguồn ánh sáng vẫn sẽ tạo ra nhiệt khi hoạt động. Nếu nhiệt tích tụ, nó sẽ dẫn đến sự mờ đi của ánh sáng và rút ngắn tuổi thọ.Đệm dẫn nhiệt được đặt giữa nguồn ánh sáng LED và nền phân tán nhiệt, có thể dẫn nhiệt hiệu quả, giữ cho đèn LED ổn định về độ sáng,và kéo dài tuổi thọ của nó hơn 30%.
So với các vật liệu phân tán nhiệt khác, miếng đệm nhiệt có những lợi thế nổi bật: thứ nhất, nó có cách điện mạnh để tránh mạch ngắn của các thành phần;Thứ hai, nó có tính linh hoạt tốt và thích nghi với các bề mặt phức tạp;Thứ ba, việc lắp đặt là thuận tiện, và nó có thể được dán sau khi cắt mà không cần các công cụ chuyên nghiệp;Thứ tư, nó ổn định trong một thời gian dài, không dễ bị lão hóa và biến dạng và có thể tiếp tục đóng vai trò phân tán nhiệt mà không cần thay thế thường xuyên.
Khi lựa chọn, hãy tập trung vào ba chỉ số cốt lõi: Thứ nhất, dẫn nhiệt (đơn vị: w/(MK)), giá trị càng cao, dẫn nhiệt càng tốt,chỉ cần chọn 1-3 w/(MK) cho thiết bị thông thường và 5 w/(MK) hoặc cao hơn cho thiết bị hiệu suất cao;Thứ hai, độ dày, theo khoảng cách giữa thành phần và bộ tản nhiệt, thường là 0,5-5mm, quá dày sẽ làm tăng sức đề kháng nhiệt;Thứ ba là phạm vi nhiệt độ làm việc, đảm bảo phù hợp với môi trường làm việc của thiết bị.các thiết bị điện tử ô tô cần phải chọn các mô hình chống nhiệt độ cao và thấp.
Từ điện thoại di động và máy tính hàng ngày đến các trạm cơ sở truyền thông công nghiệp và thiết bị điện tử ô tô,bộ đệm nhiệt đóng vai trò là một "bảo vệ vô hình" để đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị điện tử.Với sự phát triển của các công nghệ như 5G và xe năng lượng mới, các yêu cầu về phân tán nhiệt sẽ cao hơn,và các bộ đệm nhiệt trong tương lai sẽ được nâng cấp theo hướng dẫn nhiệt cao hơn, nhẹ hơn và thân thiện với môi trường, sẽ tiếp tục "giảm tốc" sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử.