КПТД 3

Модель расчёта

Для оценки теплопроводящих свойств применяется математическая модель расчета термического сопротивления, представленная в разделе «Термическое сопротивление КПТД-материалов». В данном случае суммарное удельное термическое сопротивление теплопередаче R включает термическое сопротивление на границе «теплоотдающая контактная поверхность – термопаста» R1S, термическое сопротивление, зависящее от толщины δ и теплопроводности λ слоя термопасты δ/λ, а также термическое сопротивление на границе «термопаста – теплопринимающая контактная поверхность» R2S. Проведенные измерения R (ASTM E 1530) показали, что в области толщин остаточного слоя пасты между качественными контактными поверхностями (см. «Применение») равном 25 – 80 микрон, суммарное удельное контактное термическое сопротивление RS незначительно и составляет 0,045 – 0,055 (К⋅ см²)/Вт.

Коэффициенты и данные

За счет высоких вязко-пластичных свойств и ультрадисперсного состава керамического наполнителя толщина слоя термопаст КПТД-3 стабилизируется на уровне 25 – 35 мкм уже при незначительных напряжениях сжатия 0,2 – 0,7 МПа.

Для расчета термического сопротивления слоя теплопроводной пасты RF при напряжении сжатия контактных поверхностей в пределах 0,2 – 1,7 МПа следует принимать следующие значения остаточной толщины слоя пасты и суммарного удельного контактного термического сопротивления RS:

• Термопаста КПТД-3/1 δ = 0,032 мм , RS = 0,055 (К⋅ см²)/Вт
• Термопаста КПТД-3/2 δ = 0,032 мм , RS = 0,050 (К⋅ см²)/Вт
• Термопаста КПТД-3/3 δ = 0,029 мм , RS = 0,045 (К⋅ см²)/Вт

При этом значение теплопроводности для каждой марки теплопроводной пасты λ берется из таблицы «Технические характеристики», или из удостоверения о качестве, которое прилагается к поставляемой продукции.

Пример выбора

Пример. Площадь теплоотдающей поверхности процессора на материнской плате составляет F = 6,25 см². Требуется определить термическое сопротивление слоя теплопроводной пасты RF для оценки достаточности теплоотвода от процессора к радиатору кулера при применении термопасты КПТД-3/1, а также рассчитать перепад температур ΔT между поверхностью процессора и радиатором при значении отводимой тепловой мощности Q = 65 Вт.

1. Принимаем значение δ = 0,032 мм RS = 0,055 (К⋅ см²)/Вт для остаточного слоя термопасты КПТД-3/1;
2. Из удостоверения о качестве принимаем значение теплопроводности пасты λ = 0,84 Вт/(м⋅K);
3. Рассчитываем R = RS + δ / λ , R = 0,436 (К⋅ см²)/Вт;
4. Определяем значение RF по формуле: RF = 0,070 К/Вт;
5. Рассчитываем перепад температур, используя формулу: ΔT = RF ⋅ Q ΔT = 4,53 °С.

Для примера при применении теплопроводной пасты КПТД-3/3 имеем:

δ = 0,029 мм , RS = 0,045 (К⋅ см²)/Вт , λ = 1,24 Вт/(м⋅ K) , R = 0,279 (К⋅ см²)/ Вт , RF = 0,045 К / Вт , ΔT = 2,90 °С.

1. Поверхность, подлежащую нанесению теплопроводной пасты, тщательно очистить от пыли, грязи и другого сора волосяными щетками, тканевыми салфетками или с помощью обдува сжатым воздухом. Для удаления влаги, следов минеральных масел, а также жировых пятен и других загрязнений поверхность обезжирить тканью, смоченной в растворителе бензине БР-2 ТУ 38.401-67-108, нефрасе С2 – 80/120 по ТНПА изготовителя, или в изопропиловом спирте ТУ 2632-015-11291058. После обработки растворителем поверхность тотчас же протереть сухой чистой тканью насухо. Затем в таком же порядке провести повторное обезжиривание.
2. Теплопроводную пасту нанести на поверхность кистью, шпателем, шприцем. При тщательном размазывании по поверхности добиться полного заполнения пастой всех микронеровностей с выдавливанием остаточного воздуха.
3. Толщина рабочего слоя теплопроводящей пасты зависит от плоскостности и параллельности сопрягаемых поверхностей при монтаже и по возможности должна быть минимальной: при сжатии со слоем пасты между поверхностями не должно оставаться воздушных полостей, а излишки пасты должны выдавливаться наружу.
4. Оптимальная толщина остаточного слоя пасты при качественной подготовке поверхностей (шероховатость не более Ra=0,63 мкм по ГОСТ 2789, отклонение по плоскостности и параллельности поверхностей при сборке не выше степени точности 7 по ГОСТ 24643) должна составлять 25 – 80 мкм (см. рисунок).