Теплопроводящие листовые материалы ЭТМ
Термопрокладки ЭТМ предназначены для замены термопроводных паст и керамических прокладок. Они производятся на стекловолоконной основе, заполненной силиконовым каучуком. Благодаря стекловолоконной основе материал крайне устойчив к проколам и прочим механическим повреждениям при сильном прижиме радиатора к корпусу прибора – прижимное усилие около 500 кг не повреждает материал. Силиконовый каучук с высокой теплопроводностью заполняет все неровности микрорельефа поверхностей, повышая теплоотдачу. Материал не токсичен и не подвержен воздействию веществ, применяемых при очистке печатных плат. Одно из характерных применений материалов ЭТМ – использование одного теплорассеивающего элемента для многих силовых приборов. Если необходима герметизация или изоляция электрокомпонентов в корпусе изделия предлагаем заливочный компаунд нашего производства.
Материалы серии ЭТМ-М являются аналогами материалов Gap Pad®, Gap Filler® и Softtherm® от известных производителей. Отличительная особенность данного типа пленок – их эластичность, при сохранении таких свойств как теплопроводность, электрическая прочность, что позволяет добиться интенсивного теплоотвода с поверхностей сложной топографии и степенью шероховатости при использовании низких давлений прижима. В данном случае листовой материал представляет собой плотноупакованную однородную по толщине структуру с достаточно гладкой и ровной поверхностью.
Высокие технические и потребительские свойства ЭТМ-М материалов достигаются за счет следующих технологических приемов: максимальное наполнение каучуковой основы микропорошком при оптимальном сочетании различных фракций микропорошков теплопроводящего керамического наполнителя; применение специально разработанных теплопроводящих диэлектрических микропорошков оксид-нитридной и нитридной керамики различного фракционного состава, собственного производства; использование армирующей электроизоляционной стекловолоконной основы минимальной толщины.
В целом материалы семейства отличаются малой толщиной, жесткостью поверхности, хорошими прочностными, теплопроводными и диэлектрическими свойствами, обладают высокой теплопроводностью. Есть специальные материалы для работы в условиях высокой влажности. ЭТМ-М-03, ЭТМ-М-04 обеспечивают низкое термосопротивление (0,1 и 0,2°С·дюйм2/Вт) при слабом прижиме корпуса к радиатору, например, с помощью пружинной клипсы.
Для СВЧ применений компания ООО «ПК «Спецрезинотехника» предлагает так называемые ЭТМ-пластины – ЭТМ-пласт. Они представляют собой медные пластины, ламинированные с двух сторон материалом ЭТМ-03 или ЭТМ-04. К медной пластине подсоединен вывод для заземления. ЭТМ-пласт незаменимы, когда необходимо снизить помехи от мощных СВЧ-элементов. Если использовать традиционные изоляторы, например слюду, между прибором и радиатором образуется электрическая емкость порядка 100 пФ, что на высоких частотах превратит даже заземленный радиатор в антенну. Применение ЭТМ-пласт позволяет в этом случае на порядок снизить уровень паразитного излучения.
Особый интерес для разработчиков электронной аппаратуры представляют материалы группы ЭТМ-М. Благодаря особому теплопроводному изолирующему полимеру, материал чрезвычайно легко деформируется, плотно прилегая ко всем компонентам на печатной плате. Такие материалы могут служить прокладкой между печатными платами и теплорассеивающим элементом – металлическим корпусом устройства или радиатором. Материалы данной группы различаются теплопроводностью, толщиной, необходимым усилием прилегания к поверхности платы (вплоть до совсем небольшого у материала ЭТМ-01 с гелеподобной поверхностью). Некоторые из них включают усиливающий стекловолоконный слой, предохраняющий от механического повреждения. Очевидно, что чем толще такие материалы, тем выше их термосопротивление, но и тем лучше они заполняют пустоты неровной поверхности. Напряжение пробоя материалов ЭТМ-М-03…10 кВ, диапазон рабочих температур – -60...200°С.
Материалы ЭТМ-М имеют ресурс работы при температуре плюс 2000С не менее 2500 ч, при температуре плюс 2500С не менее 1500 ч.
Вид климатического исполнения ЭТМ-М материалов в состоянии полимеризации В1.1 по ГОСТ 15150.
Срок эксплуатации в изделиях с категорией размещения 4 по ГОСТ 15150 не менее 10 лет.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ ЭТМ-М.
Технические характеристики |
Марка материала |
||||
ЭТМ-01 |
ЭТМ-02 |
ЭТМ-03 |
ЭТМ-04 |
ЭТМ-05 |
|
1 Внешний вид |
Эластичный резиноподобный однородный листовой материал |
||||
2 Цвет |
Светло-серый |
||||
3 Плотность, г/см3, в пределах |
2,05-2,20 |
2,05-2,20 |
2,05-2,20 |
2,05-2,20 |
2,05-2,20 |
4 Твердость по Шору А, единиц, в пределах |
5-10 |
||||
5 Толщина листа при поставке, мм |
от 0,15 до 6,0 |
||||
Номинальное рабочее напряжение сжатия, МПа, не менее, при толщине материала, мм 0,20 0,30 0,50 |
2,2 1,5 0,6 |
||||
Предельное напряжение сжатия, МПа, не менее, при толщине материала, мм 0,20 0,30 0,50 |
7,5 5,5 2,8 |
||||
9 Предельная степень сжатия (эластичность) %, не менее |
50 |
||||
10 Электрическая прочность, кВ/мм не менее - при постоянном напряжении - при переменном напряжении |
20 15 |
20 15 |
20 15 |
20 15 |
20 15 |
11 Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см, не менее |
1014 |
1014 |
1014 |
1014 |
1014 |
12 Диэлектрическая проницаемость при 1000 Гц, не более |
6,5 |
||||
13 Тангенс угла диэлектрических потерь, при 1000 Гц, не более |
0,0045 |
||||
14 Теплопроводность, Вт/(м*К), не менее |
08-1,0 |
1,4-1,6 |
1,7-1,9 |
2,0-2,2 |
2,2-2,5 |
15 Удельное термическое сопротивление (К·см2)/Вт, при толщине листа 0,20±0,02 мм и давлении сжатия 0,69 МПа (100 psi), в формате ТО-3, ТО-218, ТО-220, не более: - исходный листовой материал - материал с клеящим слоем |
3,1 2,8 |
3,1 2,8 |
3,1 2,8 |
3,1 2,8 |
3,1 2,8 |
Термопрокладки ЭТМ-СТ. Типичный и самый первый представитель этого семейства, завоевавший наибольшую популярность на рынках стран СНГ – ЭТМ-ст. "ЭТМ" - эластичный керамико-полимерный материал, армированный стеклотканью. Благодаря армирующему слою материал имеет отличные прочностные характеристики на разрыв и раздир. Наполнитель из нано-дисперсного керамического порошка собственного производства обеспечивает теплопроводность на уровне лучших зарубежных аналогов и позволяет точно регулировать комплексом свойств материалов.
Термостойкая силиконовая связка придает материалу эластичность мягкой резины, что способствует заполнению шероховатостей микрорельефа сопрягаемых поверхностей, снижая тепловое сопротивление между ними. Диапазон толщины материала "ЭТМ", в отличие от других аналогов, варьируется по требованию заказчика в пределах от 0,15 до2 мм и более. Стандартная толщина 0,22±0,05 мм.
Обеспечивают:
- интенсивный теплоотвод от нагреваемой поверхности;
- монтаж полупроводниковых элементов без нанесения теплопроводящей пасты, что гарантирует чистоту и сокращает время сборки;
- надежный контакт в соединении полупроводник - прокладка - радиатор;
- Материалы не токсичны, не выделяют вредных веществ в процессе монтажа и эксплуатации, не подвержены воздействию веществ, применяемых при очистке печатных плат;
Возможно изготовление материала термопрокладок с «липким слоем», а так же с другим армирующим элементом (полиамидная пленка, кевлар, полиэстеровые сетки и др.), что позволяет улучшить показатели отдельных характеристик стандартного материала.
Технические характеристики |
Марка материала |
||||
ЭТМ-01 |
ЭТМ-02 |
ЭТМ-03 |
ЭТМ-04 |
ЭТМ-05 |
|
1 Внешний вид |
Эластичный резиноподобный однородный листовой материал |
||||
2 Цвет |
Светло-серый |
||||
3 Плотность, г/см3, в пределах |
2,05-2,20 |
1,80-2,00 |
1,80-2,00 |
1,75-1,95 |
1,75-1,95 |
4 Твердость по Шору А, единиц, в пределах |
70-90 |
||||
5 Толщина листа при поставке, мм |
от 0,15 до 2,0 |
||||
7 Номинальное рабочее напряжение сжатия, МПа, не более |
3,5 |
||||
8 Предельное напряжение сжатия, МПа, не более |
20 |
||||
9 Предельная степень сжатия (эластичность) %, не менее |
50 |
||||
10 Электрическая прочность, кВ/мм не менее - при постоянном напряжении - при переменном напряжении |
20 15 |
15 10 |
15 10 |
13 9 |
13 9 |
11 Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см, не менее |
1014 |
1013 |
1013 |
1012 |
1012 |
12 Диэлектрическая проницаемость при 1000 Гц, не более |
6,5 |
||||
13 Тангенс угла диэлектрических потерь, при 1000 Гц, не более |
0,0045 |
||||
14 Теплопроводность, Вт/(м*К), не менее |
08-1,0 |
1,4-1,6 |
1,7-1,9 |
2,0-2,2 |
2,2-2,5 |
15 Удельное термическое сопротивление (К·см2)/Вт, при толщине листа 0,20±0,02 мм и давлении сжатия 0,69 МПа (100 psi), в формате ТО-3, ТО-218, ТО-220, не более: - исходный листовой материал - материал с клеящим слоем |
3,1 2,8 |
2,6 2,4 |
2,2 1,9 |
2,1 1,8 |
1,9 1,6 |
Для применений, требующих повышенной прочности материала, предназначены материалы ЭТМ-К. От обычных материалов ЭТМ они отличаются тем, что вместо стекловолоконной основы в них использована диэлектрическая пленка. Например, ЭТМ К-10 специально разрабатывался как заменитель керамических изоляторов. При толщине 0,15 мм значение его пробивного напряжения составляет 6 кВ, а термосопротивления – 0,2°С·дюйм2/Вт. Но в отличие от хрупких керамических аналогов он очень пластичен, технологичен и гораздо дешевле!
Все описанные материалы поставляются как в листах 800х150мм, так и вырубленные в форме, соответствующей термоконтактным поверхностям наиболее распространенных корпусов полупроводниковых приборов, например, ТО-66, ТО-220, ТО-126 и т. д. На материалы может быть нанесен клеевой слой с одной либо с двух сторон, упрощающий монтаж.