Wysokiej niezawodności smary termiczne do efektywnego odprowadzania ciepła

Dział Chomerics firmy Parker Hannifin wprowadził na rynek rodzinę wysokiej niezawodności smarów termicznych zaprojektowanych w celu poprawy transferu ciepła w bardzo cienkich interfejsach, stosowanych w elektronice dla sektora obliczeniowego, motoryzacyjnego, energetyki oraz branż pokrewnych. Nowa seria jest istotna dla specjalistów technicznych zajmujących się zarządzaniem ciepłem w kompaktowych zespołach płytek drukowanych (PCB) oraz innych systemach o wysokiej gęstości mocy.

Wyzwania zarządzania ciepłem w kompaktowej elektronice
Nowoczesne systemy elektroniczne — w tym procesory (CPU), układy graficzne (GPU), moduły pamięci, zasilacze oraz sterowniki samochodowe — generują lokalne źródła ciepła, które muszą być skutecznie odprowadzane, aby utrzymać wydajność i niezawodność. Materiały interfejsu termicznego (TIM), takie jak smary termiczne, wypełniają mikroskopijne nierówności powierzchni pomiędzy elementami generującymi ciepło a radiatorami lub obudowami, zmniejszając opór cieplny. W wielu projektach kluczowe znaczenie ma osiągnięcie minimalnej grubości warstwy połączeniowej (bond line), co bezpośrednio wpływa na obniżenie impedancji cieplnej i zwiększenie strumienia ciepła.

Charakterystyka techniczna nowej serii smarów termicznych
Nowo wprowadzona seria THERM-A-GREASE firmy Parker Chomerics obejmuje silikonowe smary termiczne o zakresie przewodności cieplnej od około 1,5 W/m·K do 7,0 W/m·K, co umożliwia dobór materiału w zależności od obciążenia cieplnego i wymaganej wydajności.

Produkty zaprojektowano z myślą o bardzo cienkich warstwach połączeniowych — nominalnie około 0,025 mm (0,001 cala) — dzięki niskiej sile kompresji i podatnej reologii, co pozwala ograniczyć opór cieplny przy jednoczesnym uwzględnieniu ciasnych tolerancji mechanicznych typowych dla gęsto upakowanych zespołów PCB. W całej serii uzyskiwane są niskie wartości impedancji cieplnej (mierzone zgodnie z ASTM D5470 lub równoważnymi metodami), wspierające efektywne przewodzenie ciepła; przykładowo, warianty o przewodności 7,0 W/m·K wykazują odpowiednio niższą impedancję przy znormalizowanych naciskach testowych.

Smary te są odporne na typowe mechanizmy degradacji występujące w elektronice długowiecznej, takie jak wypompowywanie materiału, twardnienie lub pękanie pod wpływem cykli termicznych oraz pogorszenie właściwości w środowiskach o wysokiej wilgotności. Seria wspiera różne metody aplikacji — szablonowanie, sitodruk lub dozowanie — bez konieczności utwardzania, mieszania czy przechowywania w chłodni, co upraszcza procesy produkcyjne oraz serwisowe.

Kontekst zastosowań i aspekty wydajnościowe
Produkty THERM-A-GREASE znajdują zastosowanie w wielu branżach i przypadkach użycia, w których kluczowe znaczenie mają wydajność cieplna i niezawodność. W systemach obliczeniowych i serwerowych skuteczniejsze odprowadzanie ciepła z mikroprocesorów i modułów pamięci może przyczyniać się do stabilnej pracy oraz ograniczenia zapotrzebowania na aktywne chłodzenie. W sterownikach samochodowych i elektronice mocy stabilny kontakt termiczny podczas powtarzalnych cykli temperaturowych sprzyja długiej żywotności urządzeń w trudnych warunkach środowiskowych.

Projektanci oceniający smary termiczne dla konkretnych aplikacji powinni uwzględniać mierzalne parametry, takie jak przewodność cieplna materiału, impedancja cieplna przy istotnych naciskach interfejsu, kompatybilność z procesem montażu oraz stabilność długoterminowa w warunkach środowiskowych. W przeciwieństwie do materiałów zmiennofazowych lub stałych interfejsów termicznych, cienkowarstwowe smary szczególnie dobrze sprawdzają się tam, gdzie kluczowe są minimalna grubość warstwy oraz zdolność do dopasowania się do mikrogeometrii powierzchni.

Integracja z procesami projektowania cieplnego
Dla zespołów technicznych integrujących smary termiczne w szerszym cyfrowym łańcuchu dostaw lub ekosystemie danych motoryzacyjnych, wybór materiału interfejsu wpływa nie tylko na fizyczne przewodzenie ciepła, lecz także na powtarzalność montażu i możliwość serwisowania w terenie. Ilościowa ocena parametrów — na przykład poprzez pomiary impedancji cieplnej zgodnie z ASTM D5470 — oraz powiązanie właściwości materiału z budżetem cieplnym systemu stanowią kluczowe etapy optymalizacji połączeń radiator–komponent i osiągania docelowych temperatur pracy.

Inżynierowie projektujący i testujący systemy chłodzenia mogą wykorzystywać te empiryczne dane w symulacjach i modelach termicznych, aby przewidywać temperatury złącz oraz weryfikować strategie chłodzenia przed rozpoczęciem produkcji seryjnej.

Kontekst konkurencyjny
Rynek materiałów interfejsu termicznego obejmuje alternatywne rozwiązania, takie jak podkładki termiczne, materiały zmiennofazowe czy wypełniacze szczelin. Cienkowarstwowe smary termiczne, takie jak THERM-A-GREASE, wyróżniają się zdolnością dopasowania i przydatnością w interfejsach wymagających minimalnej grubości warstwy, jednak ich ocena powinna opierać się na obiektywnych, mierzalnych kryteriach — takich jak impedancja cieplna przy określonych naciskach, podatność mechaniczna oraz stabilność środowiskowa. Takie porównania wspierają racjonalny dobór materiałów w złożonych specyfikacjach projektów termicznych.

Podsumowując, nowe wysokiej niezawodności smary termiczne Parker Chomerics rozszerzają dostępne opcje zarządzania ciepłem dla inżynierów mierzących się z ograniczonymi tolerancjami i wymagającymi warunkami pracy, oferując parametry wydajnościowe oparte na standardach branżowych oraz typowych profilach zastosowań elektronicznych.

www.parker.com