X'inhi l-konduttività termali?
Il-konduttività termali hija l-proprjetà li tgħidlek kemm is-sħana tiċċaqlaq faċilment minn materjal meta jkun hemm differenza fit-temperatura madwaru. Is-simbolu huwa k, jew xi kultant λ, u l-unità standard hija W/(m·K). Jekk materjal għandu valur k għoli, is-sħana tgħaddi minnu malajr. Jekk k hija baxxa, is-sħana timxi bil-mod.
Jien qattajt ħmistax-il sena fl-insulazzjoni tal-bini u fid-disinn tas-sħana-sink, u kull darba li xi ħadd jitfa' madwar "konduttività termali" mingħajr kuntest irrid nigdim ilsieni. In-numri tad-datasheet huma mkejla taħt kundizzjonijiet perfetti tal-laboratorju. Partijiet reali f'sistemi reali kważi qatt ma jaraw dawk il-kundizzjonijiet eżatti.
Valur tal-laboratorju vs parti reali
Il-konduttività termali tal-laboratorju titkejjel fuq kampjun ċatt, nadif, bla difett-bi pressjoni ta' kuntatt perfetta u mingħajr spazji fl-arja. Fil-qasam għandek ħruxija tal-wiċċ, saffi ta 'ossidu, varjazzjoni tal-pressjoni ta' kuntatt, u ħafna drabi film rqiq ta 'l-arja li joqtol il-konduttività effettiva. Blokk tar-ram jista 'juri 400 W/(m·K) fil-ktieb tat-test, iżda bolt żewġ sinkijiet tas-sħana tar-ram flimkien ma' pressjoni 2 MPa u int xortik tajba li tara 50 000 W/(m²·K) fl-interface.
Metalli
Ram pur f'temperatura tal-kamra huwa madwar 401 W/(m·K). L-ossiġnu-C10100 ħieles huwa ftit punti ogħla, C11000 kummerċjali ftit punti aktar baxxi. L-aluminju 6061 joqgħod f'167–180 W/(m·K) skont it-tempera. 6063 huwa ġeneralment 200–210 minħabba li huwa estruż u l-istruttura tal-qamħa linja aħjar. Fidda pura tħabbat kollox f'~430, iżda ħadd ma jużaha barra minn ftit kavitajiet RF.
Mhux-metalli li jissorprendu lin-nies
Djamant (CVD jew kristall-single) jaħdem 1000–2200 W/(m·K). Aħna nużawha għal submounts tal-laser-diode u GaN HEMT gradi meta l-flus ma jkunux oġġett. Il-grafita fil--pjan (folji pirolitiċi jew graphene) tista' tolqot 1500–2000 tul il-pjan, tinżel għal 6 perpendikulari. Dik l-aniżotropija hija għaliex trid toqgħod attent kif torjenta l-ispreaders tas-sħana tal-grafita fit-telefowns.
Ċeramika u fillers
Nitrur tal-aluminju (AlN) huwa 170-220 W / (m·K) fi gradi ta 'produzzjoni. L-ossidu tal-berillju kien 250–300 iżda ġie pprojbit f'ħafna postijiet. Il-plejtlits tan-nitrur tal-boron (h-BN) jagħtuk 300–600 fil--pjan meta jkunu allinjati fi polimeru, forsi 30 minn-pjan. L-alumina sempliċi (Al2O3) hija biss 30–35, iżda 90 % tal-bordijiet LED għadhom jużawha minħabba li hija rħisa u dielettrika.
Polimeri u grassijiet
L-epossidu mhux mimli jew il-polyurethane huwa 0.2–0.3 W/(m·K). Tgħabbiha b'70 vol% alumina jew nitrur tal-boron u tista 'timbotta 2–4 W/(m·K). Il-pads termali li tixtri minn Digi-Key huma ġeneralment 1–8 W/(m·K) bulk, iżda l-konġestjoni vera hija r-reżistenza tal-kuntatt f'kull wiċċ. Fażi-materjali tal-bidla jibdew minn 3–5, l-interfaces tal-metall likwidu (gallju) jistgħu jwassluk 'il fuq minn 30 jekk tista' tgħix bit-taħsir.
Valuri tipiċi li fil-fatt nuża meta nqis il-bjar tas-sħana
| Materjal | Bulk k (W/m·K) @ 25 grad | Jinnota li ħafna nies jinsew |
|---|---|---|
| Ram C10200 | 401 | Jaqa 'għal ~ 380 f'100 grad |
| Aluminju 6061-T6 | 167 | |
| Aluminju 6063-T6 | 201 | |
| djamant CVD | 1800–2200 | Għal żoni ċkejkna biss |
| Grafit pirolitiku (fil-{0}}pjan) | 1500–1700 | 6–10 minn-mill--ajruplan |
| Ċeramika AlN | 170–220 | |
| Fidda | 429 | Użat rari |
| Griż termali (high-end) | 8–14 | L-interface tiddomina xorta waħda |
| Arctic Silver 5 (referenza l-antika) | ~8.5 | Xorta n-nies ta 'referenza jikkwotaw |
| Fojl ta 'l-indju (tidwib ta' 53 grad) | 82 | Artab, jikkonforma perfettament |
Bottom line: in-numru k bl-ingrossa huwa biss nofs l-istorja. Ir-reżistenza tal-kuntatt, il-finitura tal-wiċċ, il-pressjoni tal-immuntar, u d-dipendenza fuq it-temperatura normalment jiddeċiedu jekk is-CPU tiegħek throttles jew l-IGBT tiegħek ħajja.
Dejjem inaqqas in-numri tal-laboratorju b'mill-inqas 30 % fuq disinji tal-ewwel-passaġġ, imbagħad inkejjel it-temperatura attwali tal-junction fuq il-bank. Xi ħaġa oħra qed titlob għal prospetti tal-qasam.