Шта је топлотна проводљивост?

Топлотна проводљивост је својство које вам говори колико се лако топлота креће кроз материјал када постоји температурна разлика преко њега. Симбол је к, или понекад λ, а стандардна јединица је В/(м·К). Ако материјал има високу к вредност, топлота брзо тече кроз њега. Ако је к низак, топлота се креће споро.

Провео сам петнаест година у пројектовању изолације зграда и{0}}одвода топлоте, и сваки пут када неко проговори о „топлотној проводљивости“ без контекста, морам да се угризем за језик. Бројеви у листовима се мере у савршеним лабораторијским условима. Прави делови у стварним системима скоро никада не виде те тачне услове.

Лабораторијска вредност наспрам реалног дела

Лабораторијска топлотна проводљивост се мери на равном, чистом узорку-без дефеката са савршеним контактним притиском и без ваздушних празнина. На терену имате храпавост површине, слојеве оксида, варијацију контактног притиска и често танак ваздушни филм који убија ефективну проводљивост. Бакарни блок може показати 400 В/(м·К) у уџбенику, али спојите два бакарна хладњака заједно са притиском од 2 МПа и бићете срећни да видите 50 000 В/(м²·К) на интерфејсу.

Метали

Чисти бакар на собној температури је око 401 В/(м·К). Ц10100-без кисеоника је неколико поена више, комерцијални Ц11000 неколико поена ниже. Алуминијум 6061 има 167–180 В/(м·К) у зависности од темперамента. 6063 је обично 200–210 јер је екструдиран и зрнаста структура је боље постављена. Чисто сребро побеђује све на ~430, али га нико не користи изван неколико РФ шупљина.

Не{0}}метали који изненађују људе

Дијамант (ЦВД или појединачни{0}}кристал) ради 1000–2200 В/(м·К). Користимо га за подножје ласер-диода и ГаН ХЕМТ капије када новац није предмет. Графит у-равни (пиролитички или графенски листови) може да удари 1500–2000 дуж равни, пада на 6 управно. Та анизотропија је разлог зашто морате да пазите како оријентишете графитне распршиваче топлоте у телефонима.

Керамика и пунила

Алуминијум нитрид (АлН) је 170–220 В/(м·К) у производним разредима. Берилијум оксид је био 250–300, али је био забрањен на већини места. Тромбоцити бор нитрида (х-БН) дају вам 300–600 у-равни када су поравнате у полимеру, можда 30 кроз{11}}равнину. Обична глиница (Ал2О3) је само 30–35, али 90% ЛЕД плоча и даље га користи јер је јефтина и диелектрична.

Полимери и масти

Непуњени епоксид или полиуретан је 0,2–0,3 В/(м·К). Напуните га са 70 вол% глинице или бор нитрида и можете притиснути 2–4 В/(м·К). Термални јастучићи које купујете од Диги-Кеи-а су обично 1–8 В/(м·К) на велико, али право уско грло је отпор контакта на свакој страни. Материјали за{11}}промену фазе почињу од 3–5, интерфејси течног метала (галијум) могу да вам доведу изнад 30 ако можете да живите са нередом.

Типичне вредности које заправо користим када димензионирам хладњаке

Закључак: велики к број је само пола приче. Отпор контакта, завршна обрада површине, монтажни притисак и зависност од температуре обично одлучују да ли ваш ЦПУ гаси или ИГБТ живи.

Увек умањујем лабораторијске бројеве за најмање 30% на дизајну првог-проласка, а затим мерим стварну температуру споја на клупи. Све остало тражи поврате на терену.