Materiale di interfaccia termica (TIM)

Panoramica

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Il calore rappresenta una sfida significativa per gli imballaggi Industria elettronica e può, in parte, limitare l'ulteriore miniaturizzazione. 

Il materiale di interfaccia termica (TIM) migliora il trasferimento di calore tra due superfici per gestire questa limitazione. In questo articolo vengono esaminati i tipi di TIM, il loro utilizzo e i vantaggi dei TIM non indispensabili. 

Dove viene utilizzato TIM?

Il TIM 1 è distribuito tra un circuito integrato (IC) flip-chip e un coperchio di distribuzione del calore. TIM 2 viene distribuito tra un pacchetto finito, un componente o un modulo e un dissipatore di calore sotto forma di custodia, alloggiamento metallico o dissipatore di calore. E TIM 1.5 si riferisce ai materiali distribuiti tra un circuito integrato senza coperchio e un dissipatore di calore.

Esempi di TIM 1, TIM 2 e TIM 1.5:

Materiali TIM monouso

Grasso termico
Grassi termici sono materiali a base di silicone contenenti riempitivi termicamente conduttivi. Non necessitano di polimerizzazione, sono rilavorabili e si adattano bene alle superfici, offrendo eccellenti prestazioni termiche e dissipazione del calore per dispositivi ad alta potenza.

Termico Adesivo
I grassi termici Adesivi sono disponibili in formulazioni fluide mono o bicomponenti con prestazioni simili al grasso termico ma con il vantaggio aggiuntivo dell'aderenza. Sono facili da Dosa, rilavorabili e forniscono supporto strutturale.

Riempitivo termico (Gel, Pasta, Composto)
Il riempitivo termico è disponibile anche in formulazioni fluide mono o bicomponenti. Questo materiale pastoso offre prestazioni simili alla pasta termica, senza il rischio di fuoriuscita di materiale, ed è adatto per ottenere spessori maggiori delle linee di giunzione (BLT). Il riempitivo termico bicomponente è ideale per applicazioni a basso stress. Questo materiale è rilavorabile, mentre la formulazione bicomponente offre una lavorabilità minore. 

I riempitivi termici sono altamente viscosi, abrasivi, filamentosi e difficili da Dosa. Se stai configurando un volume elevato applicazione di erogazione di riempitivo termico, possiamo aiutarti a identificare l'attrezzatura giusta e l'approccio applicativo ideale per affrontare queste sfide. 

Metallo liquido
Il metallo liquido offre un'elevata conduttività elettrica. Questo TIM è disponibile da molto tempo e l'interesse per il suo utilizzo è aumentato negli ultimi anni. È meno sensibile al BLT ma può essere complesso da Dosa.

Saldare
Sebbene non sia comunemente considerata un TIM, la saldatura viene utilizzata, ad esempio, nelle applicazioni di collegamento di die-attach di LED ad alta potenza.

Materiali TIM non monouso

Materiale a cambiamento di fase
Quando vengono riscaldati, i materiali a cambiamento di fase passano dallo stato solido a quello semisolido. Questi materiali simili alla cera si adattano bene alle superfici, non necessitano di polimerizzazione e vengono comunemente applicati tramite un processo di stampa. La natura appiccicosa di questi materiali li rende difficili da rilavorare. 

Nastro termico
I nastri termici sono riempiti con Adesivo sensibile a pressione (PSA). Questi nastri vengono utilizzati principalmente per le proprietà Adesivo quando le prestazioni termiche sono secondarie. Il nastro termico richiede superfici costantemente piane ed è difficile da rilavorare.

Cuscinetti termici
Per riempire gli spazi tra package, componenti e moduli vengono applicati cuscinetti in silicone preformati con riempitivi conduttivi. I cuscinetti sono rigenerabili e sensibili alla pressione applicata, migliorando le prestazioni quando viene applicata una pressione maggiore. 

TIM monouso vs. cuscinetti termici

Rispetto ai cuscinetti termici solidi e stampati per la dissipazione del calore, i fluidi termoconduttivi sono ideali per riempire fessure di varie dimensioni, formare modelli Dosa complessi e ottenere linee di giunzione più sottili. Le linee di legame sottili riducono la distanza che il calore deve percorrere per fuoriuscire dalla fonte di calore, riducendo al minimo la resistenza termica. In generale, i materiali di interfaccia termica dispensabili:

• Offrono una conduttività termica più elevata rispetto ai materiali dei cuscinetti termici solidi.
• Si adattano bene ai substrati, riempiendo anche i più piccoli spazi d'aria per migliorare il trasferimento di calore.
• Ridurre il rischio di difetti riducendo al minimo lo stress di assemblaggio sui componenti elettrici sensibili.
• Ridurre o eliminare i costi di stoccaggio e di assemblaggio manuale.

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