थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री
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एक थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री (जिसे अक्सर TIM के रूप में संक्षिप्त किया जाता है[1]) कोई भी सामग्री है जिसे दो घटकों के बीच थर्मल युग्मन को बढ़ाने के लिए डाला जाता है। एक सामान्य उपयोग गर्मी अपव्यय है, जिसमें टीआईएम को गर्मी पैदा करने वाले उपकरण (उदाहरण के लिए एक एकीकृत सर्किट) और गर्मी-डिसीपेटिंग डिवाइस (उदाहरण के लिए ताप सिंक ) के बीच डाला जाता है। प्रत्येक इंटरफ़ेस पर, एक थर्मल प्रतिरोध मौजूद होता है और गर्मी अपव्यय में बाधा डालता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉनिक प्रदर्शन और डिवाइस का जीवनकाल लगातार ओवरहीटिंग और इंटरफेस पर बड़े थर्मल तनाव के तहत नाटकीय रूप से ख़राब हो सकता है। इसलिए, बेहतर टीआईएम विकसित करने के लिए गहन प्रयास किए गए हैं, जिसका उद्देश्य परतों के बीच थर्मल सीमा प्रतिरोध को कम करना और थर्मल प्रबंधन प्रदर्शन को बढ़ाना है, साथ ही विभिन्न थर्मल विस्तार की सामग्रियों के बीच कम थर्मल तनाव, कम लोचदार जैसी अनुप्रयोग आवश्यकताओं से निपटना है। मापांक या चिपचिपापन, लचीलापन, और पुन: प्रयोज्य।[2] टीआईएम की लोकप्रिय रूप से उपयोग की जाने वाली श्रेणियों में शामिल हैं:
- ऊष्ण पेस्ट: ज्यादातर इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में उपयोग किया जाता है, थर्मल पेस्ट एक बहुत पतली बॉन्ड लाइन प्रदान करते हैं और इसलिए बहुत कम थर्मल प्रतिरोध प्रदान करते हैं। उनमें कोई यांत्रिक शक्ति नहीं होती (पेस्ट की सतह के तनाव और परिणामी चिपकने वाले प्रभाव के अलावा) और उन्हें बाहरी यांत्रिक निर्धारण तंत्र की आवश्यकता होती है। क्योंकि वे इलाज नहीं करते हैं, थर्मल पेस्ट का उपयोग आमतौर पर केवल वहीं किया जाता है जहां सामग्री को समाहित किया जा सकता है, या पतले अनुप्रयोगों में जहां पेस्ट की चिपचिपाहट इसे उपयोग के दौरान स्थिति में रहने की अनुमति देती है।
- थर्मल चिपकने वाला: थर्मल पेस्ट की तरह, थर्मल चिपकने वाला एक बहुत पतली बंधन रेखा प्रदान करता है, लेकिन इलाज के बाद बंधन को अतिरिक्त यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है। थर्मल चिपकने वाले जैसे टीआईएम का इलाज करते समय सेमीकंडक्टर पैकेज के बाहर इस्तेमाल किया जा सकता है, अक्सर इन्हें थर्मल पैकेज के अंदर उपयोग किया जाता है, क्योंकि उनके इलाज के गुण विभिन्न थर्मल तनावों पर विश्वसनीयता में सुधार कर सकते हैं।[3] थर्मल चिपकने वाले एकल-भाग फॉर्मूलेशन के साथ-साथ दो-भाग फॉर्मूलेशन दोनों में आते हैं, जिनमें अक्सर ठोस भराव (धातु ऑक्साइड, प्रंगार काला , कार्बन नैनोट्यूब इत्यादि) सहित तापीय चालकता में सुधार करने के लिए योजक होते हैं।[4], या तरल धातु की बूंदें।[5]
- थर्मल गैप फिलर: इसे क्योरिंग ऊष्ण पेस्ट या गैर-चिपकने वाला थर्मल गोंद के रूप में वर्णित किया जा सकता है। यह थर्मल पेस्ट की तुलना में अधिक मोटी बॉन्ड लाइनें प्रदान करता है, क्योंकि यह सीमित चिपकने के कारण आसानी से अलग होने की अनुमति देते हुए ठीक हो जाता है।
- ऊष्मीय प्रवाहकीय पैड: तरल रूप में आने वाले पिछले टीआईएम के विपरीत, थर्मल पैड का निर्माण और उपयोग ठोस अवस्था में किया जाता है (यद्यपि अक्सर नरम होता है)। अधिकांशतः सिलिकॉन या सिलिकॉन जैसी सामग्री से बने, थर्मल पैड का लाभ यह है कि इन्हें लगाना आसान होता है। वे गैर-फ्लैट इंटरफेस और यहां तक कि बहु-घटक इंटरफेस को समायोजित करने के लिए मोटी बॉन्ड लाइनें (कुछ सौ माइक्रोमीटर से लेकर कुछ मिमी तक की मोटाई तक) प्रदान करते हैं, लेकिन आमतौर पर हीट स्रोत पर हीट सिंक को दबाने के लिए उच्च बल की आवश्यकता होगी, ताकि थर्मल पैड बंधी हुई सतहों के अनुरूप हो।
- थर्मल टेप: ये सामग्रियां बंधी हुई सतहों पर चिपक जाती हैं, इन्हें ठीक करने में कोई समय नहीं लगता है, इन्हें लगाना आसान होता है। थर्मल पैड के समान, वे आम तौर पर ठोस लेकिन लचीले रूप में भेजे जाते हैं और कुछ सौ µm से बड़ी विभिन्न मोटाई में आते हैं।
- चरण-परिवर्तन सामग्री (पीसीएम): प्राकृतिक रूप से चिपचिपी सामग्री, जिसका उपयोग थर्मल पेस्ट के स्थान पर किया जाता है। इसका अनुप्रयोग ठोस पैड के समान है। 55-60 डिग्री का गलनांक प्राप्त करने के बाद, यह अर्ध-तरल स्थिति में बदल जाता है और ताप स्रोत और ताप सिंक के बीच सभी अंतरालों को भर देता है।
- धातु थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री (धातु टीआईएम): धातु सामग्री काफी अधिक थोक थर्मल चालकता के साथ-साथ सबसे कम थर्मल इंटरफ़ेस प्रतिरोध प्रदान करती है। यह उच्च चालकता पॉलिमरिक टीआईएम की तुलना में बॉन्डलाइन मोटाई और कोप्लानरिटी मुद्दों के प्रति कम संवेदनशीलता का अनुवाद करती है।[6] टीआईएम के रूप में उपयोग की जाने वाली सामान्य धातुओं में अपेक्षाकृत नरम और आज्ञाकारी इंडियम मिश्र धातु, साथ ही sintered चांदी शामिल हैं।
यह भी देखें
- ताप सिंक
- ऊष्मा फैलानेवाला
संदर्भ
- ↑ Muhammad Syahril Bahari; Azmi Harun; Zailani Zainal Abidin; Roshaliza Hamidon; Sakinah Zakaria (19 June 2021). Intelligent Manufacturing and Mechatronics: Proceedings of SympoSIMM 2020. Springer. pp. 934ff. ISBN 978-981-16-0866-7.
- ↑ Cui, Y.; Li, M.; Hu, Y. (2020). "Emerging interface materials for electronics thermal management: experiments, modeling, and new opportunities". Journal of Materials Chemistry C. 8 (31): 10568. doi:10.1039/C9TC05415D.
- ↑ Kearney, Andrew; Li, Li; Sanford, Sean (2009). "Interaction between TIM1 and TIM2 for mechanical robustness of integrated heat spreader". 2009 25th Annual IEEE Semiconductor Thermal Measurement and Management Symposium. pp. 293–298. doi:10.1109/STHERM.2009.4810778. ISBN 978-1-4244-3664-4. S2CID 29501079.
- ↑ Liu, Johan; Michel, Bruno; Rencz, Marta; Tantolin, Christian; Sarno, Claude; Miessner, Ralf; Schuett, Klaus-Volker; Tang, Xinhe; Demoustier, Sebastien (2008). "Recent progress of thermal interface material research - an overview". 2008 14th International Workshop on Thermal Inveatigation of ICs and Systems. pp. 156–162. doi:10.1109/THERMINIC.2008.4669900. ISBN 978-1-4244-3365-0. S2CID 40595787. Retrieved 30 March 2023.
- ↑ Bartlett, Michael; Kazem, Navid; Powell-Palm, MAtthew; Huang, Xiaonan; Sun, Wenhuan; Malen, Jonathan; Majidi, Carmel (2017). "लम्बी तरल धातु समावेशन के साथ नरम इलास्टोमर्स में उच्च तापीय चालकता". Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (9): 2143–2148. Bibcode:2017PNAS..114.2143B. doi:10.1073/pnas.1616377114. PMC 5338550. PMID 28193902.
- ↑ Jarrtett, Robert N.; Ross, Jordan P.; Berntson, Ross (September 2007). "पूर्ण धातु TIMs". Power Systems Design Europe.