¿I. "instalación en estado sólido, servicio en estado líquido" - ¿ por qué los materiales de cambio de fase son más inteligentes que la grasa de silicona?
La grasa de silicona térmica fue una vez la "respuesta estándar" para la disipación de calor del chip. Pero tiene una debilidad mortal: en los repetidos ciclos de alta y baja temperatura, la grasa de silicona se "bombea" gradualmente de la superficie de contacto - seca, agrietada y falla.
Los materiales de cambio de fase funcionan de manera completamente diferente.
A temperatura ambiente, es una hoja de Estado sólido, que es tan fácil de instalar como una Junta térmica, no fluye y no contamina los dispositivos circundantes. Una vez que el chip comienza a funcionar y la temperatura sube al punto de cambio de fase (generalmente entre 45 ° C y 60 ° c), el material cambia de fase sólido - líquido, suaviza y "fluye" como un líquido para llenar la brecha micro - cóncava y convexa entre el chip y el disipador de calor. Cuando el equipo se apaga y se enfría, recupera el Estado sólido: la próxima vez que se encienda, se licuará de nuevo. Este mecanismo de circulación de "instalación de Estado sólido, servicio líquido y mantenimiento de Estado sólido" resuelve fundamentalmente el problema de la bomba de grasa de silicona térmica. No se necesita un recubrimiento adhesivo adicional, se puede usar directamente.
Más importante aún, en el momento de la licuefacción, el material de cambio de fase presionó la resistencia térmica de contacto de la interfaz al extremo. Tomando como ejemplo los productos de clase 8.5w / M · k, la resistencia térmica puede ser tan baja como menos de 0045 ° c· inm2 / W. Bajo la presión de 50 psi, la resistencia térmica de algunos productos de alta gama puede incluso alcanzar 0014 ° c· inm2 / W. Para los chips de Ia con cientos de vatios de tdp, la temperatura de Unión puede disminuir varios grados por cada 0,01 ° c· in2 / W de reducción de la resistencia térmica, lo que está directamente relacionado con la liberación de rendimiento y la vida útil del chip.
¿2. el "enfriamiento" del servidor ai es justo necesario: ¿ por qué PCM se ha convertido en el estándar?
El modo de calefacción de los chips de Ia es muy diferente de la CPU tradicional. Las tareas de entrenamiento de Ia tienen características distintivas de "pulso": el consumo de energía se dispara instantáneamente cuando se inicia la tarea, y el intervalo de la tarea disminuye rápidamente. Este intenso ciclo térmico es una gran prueba para los materiales conductores de calor.
La grasa de silicona térmica tradicional es fácil de "bombear" en estas condiciones de trabajo: cada vez que se expande y se reduce en frío, la grasa de silicona se expulsa un poco, con el tiempo, hay huecos en la superficie de contacto y la resistencia térmica aumenta bruscamente. Los materiales de cambio de fase conductores utilizan el calor latente de cambio de fase absorbido durante el proceso de cambio de fase sólido - líquido para actuar como un "amortiguador térmico" cuando el chip produce un pico térmico instantáneo: absorbe el calor excedente y lo almacena temporalmente en el interior del material, y luego lo libera lentamente al disipador de calor después de que la carga caiga. Los estudios han demostrado que el nuevo material de interfaz térmica de cambio de fase puede reducir la temperatura en Estado estable en 10 - 15 grados Celsius y la temperatura máxima en 8 - 10 grados Celsius en la prueba real de disipación de calor de la cpu.
La Entalpía de cambio de fase de los materiales de cambio de fase conductores de calor estudiados y desarrollados es tan alta como 200,8 J / g, y la atenuación de las propiedades es solo del 5,8% después de 200 ciclos térmicos. Otro equipo logró un calor latente récord de 240,7 J / G. En el escenario de que los servidores de Ia continúan funcionando con alta carga, esta estabilidad a largo plazo es el valor más valorado por los ingenieros.
3. del teléfono móvil al automóvil: un mapa de aplicaciones diversificadas de materiales de cambio de fase conductores de calor
Los servidores y centros de datos de Ia son actualmente los mercados de más rápido crecimiento. El consumo de energía de los chips de Ia sigue aumentando, y el enfriamiento tradicional por aire se ha estirado. Los materiales de cambio de fase se utilizan para llenar la brecha entre el chip y el disipador de calor, reducir la resistencia térmica de la interfaz y son ampliamente utilizados en chips ai, módulos ópticos de alta velocidad, servidores, conmutadores de red y otros equipos terminales. La aplicación de materiales de cambio de fase conductores de calor en el marco del servidor y los equipos de ti puede lograr una gestión eficiente de la disipación de calor y ahorro de energía.
Los vehículos de nueva energía y las baterías de energía son otro campo de batalla importante. Las baterías de energía generan una gran cantidad de calor cuando se cargan y descargan a alta potencia, y los materiales de cambio de fase pueden absorber y liberar calor a través de un proceso de cambio de fase isotérmico, inhibir eficazmente las manchas térmicas y regular el flujo térmico. En el paquete de baterías, el material de cambio de fase se utiliza para llenar la brecha entre la batería y la placa de enfriamiento, lo que puede derivar eficazmente el calor de carga y descarga de la batería y reducir el riesgo de pérdida de control térmico. En los módulos de potencia IGBT y sic, PCM también desempeña un papel clave en la disipación de calor.
La comunicación 5G y la electrónica de consumo son los campos más maduros para la aplicación de materiales de cambio de fase conductores de calor. Las estaciones base 5g, los equipos de comunicación y las computadoras portátiles tienen requisitos estrictos para la eficiencia de disipación de calor y la fiabilidad a largo plazo. Las características del material de cambio de fase "suave cuando se encuentra con el calor, firme cuando se enfría" son como poner una capa de armadura líquida inteligente en equipos electrónicos, mostrando una estabilidad increíble en condiciones extremas como la Estación base de comunicación.
¿4. puntos clave de selección: ¿ cómo elegir el material de cambio de fase térmico correcto?
Al seleccionar ingenieros, se recomienda comenzar con las siguientes dimensiones:
Equilibrio entre la conductividad térmica y la resistencia térmica. Aunque la Alta conductividad térmica es importante, la eficiencia real de la transferencia de calor depende más de la resistencia térmica total. El valor central de los materiales de cambio de fase es reducir considerablemente la resistencia térmica de contacto a través de la licuefacción de cambio de fase. En la actualidad, la conductividad térmica de los productos principales está cubierta de 1,8w / M · k a más de 8,5w / M · K. Para los chips de Ia de alta potencia, se recomienda elegir un nivel superior a 5.0w / M.K.
Coincidencia de la temperatura de cambio de fase. La temperatura de cambio de fase debe ser ligeramente superior a la temperatura de trabajo convencional del equipo para garantizar que el material esté en estado líquido durante el funcionamiento normal. El rango de temperatura de cambio de fase común está entre 45 ° C y 60 ° c. Es necesario seleccionar el punto de temperatura adecuado de acuerdo con las condiciones reales de trabajo del equipo.
Fiabilidad a largo plazo. La capacidad de retención de propiedades de los materiales de cambio de fase en ciclos repetidos de cambio de fase sólido - líquido es el indicador central para evaluar su fiabilidad a largo plazo. La atenuación del rendimiento de los productos de alta calidad debe controlarse dentro del 10% después de más de 200 ciclos térmicos.
Proceso de instalación. Los materiales de cambio de fase se proporcionan en forma de láminas sólidas, que se pueden troquelar en cualquier forma y adherirse a la superficie del dispositivo de calefacción o del disipador de calor. Si es necesario volver a repararlo, el material se puede suavizar después del calentamiento y eliminarlo fácilmente.
La ciencia y la tecnología avanzadas de la Academia proporcionan soporte técnico de todo el proceso, desde la selección de materiales, pruebas de rendimiento hasta la producción de prueba de muestras y la entrega por lotes.
Las ventas del mercado mundial de materiales conductores de calor de cambio de fase en 2025 fueron de aproximadamente 1.150 millones de dólares estadounidenses, y se espera que aumenten a 2.437 millones de dólares estadounidenses en 2032, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 10,9%. Se espera que las ventas alcancen los 1.300 millones de dólares en 2026. Bajo el impulso múltiple de la explosión de la Potencia informática de ia, la electrificación de los vehículos y la expansión continua de las comunicaciones 5g, los materiales de cambio de fase conductores de calor están pasando de la "selección profesional de materiales" a la configuración estándar de la gestión térmica de equipos electrónicos de alta potencia.
Advanced Academy (shenzhen) Technology co., Ltd. continuará cultivando profundamente el campo de los materiales de cambio de fase conductores de calor para proporcionar a los clientes soluciones de gestión térmica de interfaz con mayor conducción de calor, menor resistencia térmica y más confiables con fórmulas de materiales iterativos continuos y procesos de fabricación.
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