Keo nhiệt dùng để lấp đầy khe hở và truyền nhiệt trong các thiết bị điện tử
Haktak cung cấp chất trám nhiệt dành cho các cụm lắp ráp cần khả năng trám khe hở mềm dẻo, giảm ứng suất lắp ráp, khả năng sửa chữa lại và truyền nhiệt đáng tin cậy trên các bề mặt không bằng phẳng, khe hở thay đổi và các mô-đun điện tử có kích thước nhỏ gọn.
Chất dẻo nhiệt là gì?
Keo tản nhiệt là một loại vật liệu giao diện nhiệt mềm, dễ uốn nắn, được sử dụng để lấp đầy các khe hở giữa nguồn nhiệt và bề mặt tản nhiệt. Loại vật liệu này có khả năng ôm sát các bề mặt không đều giống như chất lấp khe, nhưng thường vẫn dễ điều chỉnh lại hơn so với các vật liệu lỏng đã đông cứng. Để có cái nhìn tổng quan hơn về các loại vật liệu lấp khe, hãy tham khảo tài liệu của Haktak’s chất trám khe có tính dẫn nhiệt trang.
Phù hợp với các khe hở không đều
Chất trám mềm sẽ chảy lấp đầy các chênh lệch độ cao cục bộ và các chỗ gồ ghề trên bề mặt khi chịu áp lực.
Giảm căng thẳng trong quá trình lắp ráp
Đặc tính mô-đun thấp giúp tránh tình trạng tải quá mức lên các linh kiện, bảng mạch in (PCB) và các mô-đun nhạy cảm.
Cập nhật tính năng hỗ trợ
Keo nhiệt có thể hữu ích trong những trường hợp cần kiểm tra, sửa chữa hoặc thay thế bề mặt tiếp xúc.
Ứng dụng của Thermal Putty
Keo nhiệt được sử dụng trong những trường hợp cần một vật liệu mềm, dễ định hình và dẫn nhiệt tốt để lấp đầy các khe hở không khí mà không cần đến miếng đệm được cắt khuôn chính xác. Loại keo này đặc biệt hữu ích trong các cụm lắp ráp có chiều cao linh kiện thay đổi hoặc giới hạn áp suất thấp.
Pin xe điện và Hệ thống quản lý pin (BMS)
Dành cho các thiết bị điện tử quản lý pin, nắp mô-đun, vỏ bảo vệ và các nguồn nhiệt cục bộ – những nơi mà độ bền và khả năng bảo trì là yếu tố quan trọng.
Điện tử công suất
Dành cho các bộ chuyển đổi, MOSFET, IGBT, bộ sạc và bộ nguồn cần có tiếp xúc nhiệt nhẹ với vỏ hoặc tấm tản nhiệt.
Thiết bị tiêu dùng
Dành cho các thiết bị điện tử nhỏ gọn, máy tính xách tay, thiết bị cầm tay, ổ SSD và các mô-đun có cấu trúc bên trong không đồng nhất.
Hệ thống điều khiển công nghiệp
Dành cho các cảm biến, bộ điều khiển, thiết bị điện tử chịu va đập và mô-đun viễn thông yêu cầu điểm tiếp xúc nhiệt có thể sửa chữa lại.
Cách chọn bột cách nhiệt
Nên lựa chọn keo tản nhiệt dựa trên phạm vi khe hở, tính chất nén, điện trở nhiệt, nhu cầu sửa chữa và phương pháp gia công. Không nên chỉ dựa vào giá trị W/mK để lựa chọn. Bài viết trên blog của Haktak về Tại sao giá trị W/mK cao không phải lúc nào cũng đồng nghĩa với khả năng làm mát tốt hơn là thông tin cơ bản hữu ích cho vấn đề này.
Keo tản nhiệt so với miếng đệm tản nhiệt so với mỡ tản nhiệt
Keo cách nhiệt được đặt giữa các miếng đệm định hình sẵn và mỡ bôi trơn. Loại keo này có độ dẻo cao hơn miếng đệm và phù hợp hơn với các khe hở lớn, không đều so với mỡ bôi trơn, nhưng vẫn cần phải được kiểm định về quy trình và độ tin cậy.
| Vật liệu | Cách sử dụng hiệu quả nhất | Điểm mạnh | Những điểm cần lưu ý |
|---|---|---|---|
| Keo cách nhiệt | Khoảng hở không đồng đều, các điểm tiếp xúc áp suất thấp và các cụm linh kiện có thể sửa chữa lại. | Mềm, dễ uốn, dễ định hình và phù hợp với các linh kiện có chiều cao khác nhau. | Kiểm tra độ sụt, khả năng bơm, quá trình xả dầu và độ đồng nhất khi đổ bê tông. |
| Miếng tản nhiệt | Các khe hở được xác định rõ ràng và vị trí cắt khuôn có thể lặp lại. | Độ dày được kiểm soát, quy trình xử lý sạch sẽ và hình học ổn định. Xem miếng đệm nhiệt. | Nếu quá dày hoặc quá cứng so với khe hở, có thể gây ra áp lực. |
| Keo tản nhiệt | Các giao diện mỏng, phẳng và được kẹp chặt. | Đường kết dính thấp và khả năng thấm ướt tuyệt vời. Xem mỡ bôi trơn có điện trở nhiệt thấp. | Không phù hợp với các khe hở lớn và có thể bị rò rỉ khi đạp xe. |
| Chất trám khe dạng lỏng | Phun tự động, các khe hở diện tích lớn và bề mặt phức tạp. | Độ tuân thủ cao và định dạng quy trình linh hoạt. | Yêu cầu kiểm soát quá trình phân phối, xác nhận quá trình đóng rắn hoặc quá trình đông cứng. |
Các đặc tính chính ảnh hưởng đến hiệu suất của bột cách nhiệt
Hiệu suất của chất trám nhiệt phụ thuộc vào giao diện lắp ráp, chứ không chỉ riêng vào vật liệu cơ bản. Để tìm hiểu thêm thông tin cơ bản, hãy tham khảo bài viết trên blog về Độ dẫn nhiệt so với trở kháng nhiệt và bài báo về độ dày đường liên kết.
- Độ dẫn nhiệt và trở kháng nhiệt ở độ dày cuối cùng.
- Độ mềm, mô-đun, tính chất nén và áp suất tiếp xúc.
- Khả năng chống biến dạng, giữ nguyên hình dạng và ổn định bề mặt thẳng đứng.
- Sự thoát dầu, độ bay hơi, quá trình khô và tính ổn định lâu dài của vật liệu.
- Độ bền điện môi, khả năng cách điện và biên độ an toàn điện áp cao.
- Kiểm soát quy trình phân phối, tạo hình sơ bộ, lưu trữ và lắp ráp.
Quy trình thiết kế và kiểm định chất dẻo nhiệt
Chất trám nhiệt cần được kiểm định trong cấu trúc lắp ráp thực tế của sản phẩm. Việc chỉ thử nghiệm trên các mẫu phẳng có thể bỏ sót các yếu tố như lực nén, sự biến động của khe hở, độ ổn định theo phương thẳng đứng và hành vi khi sửa chữa.
Đo khoảng cách
Ghi lại khoảng cách tối thiểu, danh định và tối đa giữa các bộ phận, nắp đậy, vỏ và bề mặt tản nhiệt.
Chọn độ mềm
Phải điều chỉnh mô-đun đàn hồi và độ nén sao cho phù hợp với giới hạn ứng suất của bảng mạch in (PCB), các mối hàn và các linh kiện.
Xác nhận vị trí
Kiểm tra thể tích phân phối, việc đặt thủ công, hiện tượng tràn ra ngoài, độ ổn định theo phương thẳng đứng và khoảng cách mép.
Độ tin cậy khi vận hành
Thử nghiệm các đặc tính trong các điều kiện: chu kỳ nhiệt, rung động, lão hóa, rò rỉ dầu, bơm xả và khả năng sửa chữa.
Những sai lầm thường gặp khi lựa chọn keo tản nhiệt
Chất trám nhiệt có khả năng thích ứng cao về mặt hình học, nhưng không phải là phép màu. Việc lựa chọn không phù hợp vẫn có thể gây ra các vấn đề về nhiệt, cơ học hoặc quy trình trong quá trình sản xuất.
Chỉ chọn dựa trên giá trị W/mK
Một loại bột nhão có độ dẫn nhiệt cao có thể không làm mát tốt hơn nếu nó quá dày, nén không chặt hoặc không ổn định.
Bỏ qua tình trạng sa sút
Nếu không kiểm tra độ ổn định hình dạng, các vật liệu mềm có thể bị biến dạng trong quá trình lắp ráp, bảo quản hoặc khi tiếp xúc với nhiệt độ cao.
Bỏ qua các bài kiểm tra sửa chữa
Nếu khả năng bảo trì là yếu tố quan trọng, thì cần tiến hành kiểm tra sớm các yếu tố như quá trình tháo gỡ, lượng cặn còn lại và quy trình thay thế.
Lấp đầy khoảng trống
Nếu dùng quá nhiều bột trét, chất này có thể bị ép ra ngoài hoặc làm bẩn các khu vực lân cận, đồng thời làm tăng độ biến động của quy trình.
Thiếu các vật liệu điện môi cần thiết
Các hệ thống điện tử công suất và hệ thống pin có thể cần phải kiểm định tính cách điện sau khi nén và lão hóa.
Không kiểm tra độ lão hóa
Việc xả dầu, sấy khô hoặc bơm hết dầu có thể làm thay đổi độ tiếp xúc nhiệt sau các chu kỳ hoạt động và khi tiếp xúc với nhiệt độ cao.
Cách kiểm tra chất dẻo nhiệt
Việc kiểm tra chất trám nhiệt cần kết hợp các bước kiểm tra về nhiệt, cơ học, quy trình và độ tin cậy. Bạn cũng có thể tham khảo bài viết trên blog của Haktak về các tiêu chuẩn kiểm tra TIM phổ biến để có bối cảnh xác thực rộng hơn.
Thông tin cần thiết để đặt hàng bột cách nhiệt theo yêu cầu
Một yêu cầu mẫu hữu ích cần nêu rõ bối cảnh cơ học và nhiệt thực tế. Haktak có thể đề xuất loại keo cách nhiệt phù hợp một cách chính xác hơn khi khoảng hở tại bề mặt tiếp xúc, giới hạn ứng suất và phương pháp gia công được xác định rõ ràng.
- Nguồn nhiệt, bề mặt làm mát, diện tích tiếp xúc và nhiệt độ mục tiêu.
- Khoảng cách tối thiểu, danh nghĩa và tối đa sau khi lắp ráp.
- Độ mềm cần thiết, dải nén và ứng suất cho phép của chi tiết.
- Các yêu cầu về đặt vị trí thủ công, phân phối, tạo hình sơ bộ hoặc quy trình tự động.
- Độ bền điện môi, cấp độ chống cháy, yêu cầu không chứa silicone hoặc có mức thoát khí thấp.
- Kế hoạch thử nghiệm chu kỳ nhiệt, rung động, lão hóa, xả chất lỏng và sửa chữa.
Keo nhiệt tùy chỉnh dành cho lắp ráp sản xuất
Haktak hỗ trợ việc lựa chọn và tùy chỉnh chất trám cách nhiệt phục vụ cho quá trình xác nhận kỹ thuật và lắp ráp sản xuất. Các tính chất vật liệu có thể được điều chỉnh sao cho phù hợp về độ dẫn nhiệt, độ mềm, khả năng gia công lại, kiểm soát hiện tượng rò rỉ dầu, độ bền điện môi và quy trình sản xuất.
So sánh tính chất vật liệu
Đáp ứng các yêu cầu về trở kháng nhiệt, độ mềm, khả năng giữ hình dạng, tính chất điện môi và độ tin cậy.
Các định dạng sẵn sàng cho quy trình
Hỗ trợ các hình thức đóng gói số lượng lớn, bằng ống tiêm, hộp mực, khuôn đúc sẵn, lớp lót hoặc đóng gói theo yêu cầu tùy chỉnh dựa trên nhu cầu lắp ráp.
Hỗ trợ mẫu kỹ thuật
Sử dụng bản vẽ, mục tiêu nhiệt và dữ liệu khe hở để chuẩn bị mẫu trước khi tiến hành xác nhận sản xuất.
Bạn cần loại bột nhiệt phù hợp với khe hở và quy trình lắp ráp của mình?
Vui lòng gửi bản vẽ, dải nhiệt độ, nguồn nhiệt, giới hạn ứng suất, yêu cầu sửa chữa và kế hoạch đảm bảo độ tin cậy. Haktak có thể đề xuất hoặc tùy chỉnh một loại keo tản nhiệt phù hợp cho cụm linh kiện điện tử của quý khách.
Tài liệu tham khảo về lựa chọn bột nhão nhiệt dành cho kỹ sư
Trong giai đoạn thiết kế ban đầu, chất trám nhiệt thường được so sánh với các miếng đệm, mỡ bôi trơn và chất trám khe hở dạng lỏng. Những tài liệu tham khảo nội bộ này giúp các kỹ sư đánh giá dạng vật liệu, dung sai khe hở, trở kháng nhiệt, phương pháp gia công và rủi ro về độ tin cậy trước khi yêu cầu lấy mẫu.
Câu hỏi thường gặp về Thermal Putty
Keo nhiệt được dùng để làm gì?
Keo tản nhiệt được sử dụng để lấp đầy các khe hở không đều và truyền nhiệt giữa các linh kiện và bề mặt tản nhiệt, đồng thời giữ cho ứng suất tại bề mặt tiếp xúc ở mức thấp.
Keo tản nhiệt có tốt hơn miếng đệm tản nhiệt không?
Điều đó tùy thuộc vào độ rộng khe hở và quy trình. Bột trám rất hữu ích cho các bề mặt tiếp giáp không bằng phẳng hoặc có thể gia công lại, trong khi miếng đệm nhiệt phù hợp hơn để định vị chính xác các chi tiết cắt khuôn.
Keo tản nhiệt có giống với chất tản nhiệt không?
Không. Putty thường được dùng cho các khe hở lớn hoặc không đều, trong khi paste hoặc grease dùng cho các bề mặt tiếp xúc mỏng và phẳng. Xem bài viết trên blog Keo tản nhiệt so với chất tản nhiệt dạng kem.
Có thể chỉnh sửa lại bột cách nhiệt không?
Nhiều loại keo tản nhiệt được lựa chọn để sử dụng cho các điểm tiếp xúc có thể sửa chữa lại, nhưng cần phải xác nhận hiệu suất về cặn bám, khả năng làm sạch và khả năng thay thế.
Haktak có thể tùy chỉnh bột cách nhiệt không?
Đúng vậy. Việc tùy chỉnh có thể bao gồm độ dẫn nhiệt, độ mềm, tính chất điện môi, khả năng kiểm soát hiện tượng rò rỉ dầu, định dạng và bao bì.