"Radiator" yang tidak terlihat dari peralatan elektronik: aplikasi ajaib dari bantalan konduksi panas

"Radiator" tak terlihat dari peralatan elektronik: aplikasi ajaib dari bantalan konduksi panas

Masalah umum, seperti ponsel yang tiba-tiba macet saat bermain game, kipas yang berputar liar saat laptop menjalankan perangkat lunak, dan terputusnya router setelah bekerja untuk waktu yang lama, sebagian besar berasal dari "krisis demam" peralatan elektronik.Komponen elektronik akan terus menghasilkan panas saat bekerja. Jika panas tidak dapat dibuang tepat waktu, hal itu tidak hanya akan mengurangi kinerja peralatan, tetapi juga memperpendek masa pakai dan bahkan menyebabkan bahaya keselamatan.Dalam banyak skema pembuangan panas, bantalan termal yang tampaknya tidak mencolok adalah peran kunci untuk memecahkan masalah ini.

Apa itu bantalan termal?

Bantalan termal adalah sejenis bahan komposit polimer dengan silika gel sebagai substrat inti dan dicampur dengan pengisi konduktivitas termal tinggi seperti oksida logam (seperti alumina) dan bahan karbon (seperti graphene).Teksturnya lembut, dapat dipotong sesuka hati, dan dapat ditempelkan ke permukaan sesuai dengan bentuk komponen elektronik. Tidak sekeras dan sekaku heat sink logam, dan tidak memerlukan aplikasi pasta termal cair yang rumit.

Tampaknya komponen elektronik melekat erat pada radiator, tetapi sebenarnya ada celah kecil, dan udara di celah tersebut memiliki konduktivitas termal yang sangat buruk (hanya seperseribu dari logam), yang akan membentuk "penghalang termal".Fungsi inti dari bantalan termal adalah untuk mengisi celah-celah ini, menghilangkan udara, meminimalkan resistansi termal, dan membiarkan panas yang dihasilkan oleh komponen dengan cepat ditransfer ke radiator, dan kemudian dibuang melalui kipas, lubang pendingin, dan cara lain untuk mencapai transfer panas yang efisien.

Aplikasi spesifik bantalan termal dalam berbagai komponen elektronik;

(1) Bidang komputerCPU dan kartu grafis adalah "keluarga demam besar" komputer, terutama kartu grafis berkinerja tinggi dari buku game atau desktop, dan suhu kerja dapat melonjak di atas 80℃.Antara komponen-komponen ini dan modul pembuangan panas, bantalan konduksi panas dapat menempel erat pada permukaan yang tidak rata, dan bekerja sama dengan pipa panas untuk dengan cepat menghantarkan panas, sehingga menghindari penurunan frekuensi CPU karena terlalu panas dan kartu grafis macet karena suhu tinggi, dan memastikan pengoperasian peralatan berkinerja tinggi secara terus-menerus.​

(2) Peralatan komunikasiPeralatan komunikasi seperti stasiun pangkalan dan router perlu bekerja 24 jam sehari, dan chip pemrosesan sinyal internal dan modul daya akan terus menghasilkan panas.Jika suhu terlalu tinggi, sinyal mungkin terputus.Bantalan penghantar panas dipasang di antara elemen pemanas ini dan selubung peralatan (atau heat sink internal), yang dapat secara stabil mengeluarkan panas tanpa catu daya tambahan dan memastikan sinyal komunikasi yang lancar dan stabil.

​

(3) Elektronik otomotifSistem manajemen baterai (BMS) dan komputer on-board dari kendaraan energi baru sangat sensitif terhadap suhu. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan memengaruhi masa pakai baterai dan keselamatan berkendara.Dengan keunggulannya dalam ketahanan terhadap suhu tinggi dan rendah (-40℃~200℃), bantalan termal dapat menyesuaikan paket baterai dan pelat pembuangan panas, menyesuaikan suhu secara real time, dan terisolasi serta non-konduktif, sehingga menghindari risiko korsleting.​

(4) Produk elektronik konsumenPonsel pintar dan tablet terlalu kecil untuk menampung heat sink besar.Menempelkan bantalan termal tipis pada permukaan prosesor, penguat daya, dan komponen lainnya dapat dengan cepat mentransfer panas ke selubung badan pesawat, mengurangi fenomena "pembakaran lokal", membuat pengguna lebih nyaman untuk dipegang, dan menghindari penuaan komponen karena suhu tinggi.​

(5) Pencahayaan LEDMeskipun lampu LED menghemat energi, chip sumber cahaya tetap akan menghasilkan panas saat bekerja. Jika panas menumpuk, hal itu akan menyebabkan peredupan cahaya dan memperpendek masa pakai.Bantalan penghantar panas disisipkan di antara sumber cahaya LED dan substrat pembuangan panas, yang dapat secara efisien menghantarkan panas, menjaga lampu LED tetap stabil dalam kecerahan, dan memperpanjang masa pakainya lebih dari 30%.

Dibandingkan dengan bahan pembuangan panas lainnya, bantalan termal memiliki keunggulan yang luar biasa: pertama, ia memiliki isolasi yang kuat untuk menghindari korsleting komponen;Kedua, ia memiliki fleksibilitas yang baik dan beradaptasi dengan permukaan yang kompleks;Ketiga, pemasangannya mudah, dan dapat ditempelkan setelah dipotong tanpa alat profesional;Keempat, stabil untuk waktu yang lama, tidak mudah menua dan berubah bentuk, dan dapat terus memainkan peran pembuangan panas tanpa penggantian yang sering.​

Saat memilih, fokus pada tiga indikator utama: Pertama, konduktivitas termal (satuan: w/(MK)), semakin tinggi nilainya, semakin baik konduktivitas termalnya, cukup pilih 1-3 w/(MK) untuk peralatan biasa dan 5 w/(MK) atau lebih untuk peralatan berkinerja tinggi;Kedua, ketebalan, sesuai dengan celah antara komponen dan radiator, umumnya 0,5-5mm, terlalu tebal akan meningkatkan resistansi termal;Yang ketiga adalah rentang suhu kerja, yang memastikan pencocokan dengan lingkungan kerja peralatan. Misalnya, elektronik otomotif perlu memilih model tahan suhu tinggi dan rendah.​

Dari ponsel dan komputer sehari-hari hingga stasiun pangkalan komunikasi industri dan elektronik otomotif, bantalan termal bertindak sebagai "penjaga tak terlihat" untuk memastikan pengoperasian peralatan elektronik yang stabil.Dengan perkembangan teknologi seperti 5G dan kendaraan energi baru, persyaratan untuk pembuangan panas akan lebih tinggi, dan bantalan termal di masa depan akan ditingkatkan ke arah konduktivitas termal yang lebih tinggi, lebih ringan, dan lebih ramah lingkungan, yang akan terus "mendinginkan" perkembangan industri elektronik.