Материалы КПТД-2М благодаря особому эластичному гелеобразному силикону чрезвычайно легко деформируются (растекаются) при сжатии и плотно прилегают ко всем компонентам печатной платы, заполняя неровности и пустоты. Такие материалы при толщине листа 0,25-6,0 мм могут служить прокладкой между всей печатной платой и теплоотводящим элементом, например, металлическим корпусом устройства или радиатором, обеспечивая качественный объемный теплоотвод.
Изделия из листовых материалов КПТД-2М, называемые нами Heat-Conducting Plastic Enveloping Pads, или HCPE™ Pads (HCPE™-прокладки, HCPE™ 3D-прокладки), являются аналогами современных материалов Gap Pad®, Gap Filler® и Softtherm® известных производителей.
Материалы КПТД-2М выпускаются в виде листов прямоугольной формы. Стандартные размеры листов 150х110 мм и 150х220 мм. Нормируемая толщина листов при заказе составляет 0,25, 0,50, 0,75, 1,0, 1,5, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0 и 6,0 мм. Размеры и толщина других нестандартных листов при поставке согласуются с потребителями.
Материалы НОМАКОНтм КПТД-2М обеспечивают эффективный отвод тепла и электрическую изоляцию за счет повышенных теплопроводящих и диэлектрических свойств керамических наполнителей, комформности к контактным поверхностям (имеют двухстороннюю природную липкость), а также выраженной термической релаксации.
Материалы имеют разную теплопроводность в зависимости от наполнителя и технологии изготовления:
Листовые материалы НОМАКОН™ КПТД-2М изготавливаются методом поэтапной контактной заливки под давлением – формованием. В данном случае листовой материал представляет собой плотноупакованную однородную по толщине структуру с достаточно гладкой и ровной поверхностью. Высокие технические и потребительские свойства материалов КПТД-2М достигаются за счет следующих технологических приемов:
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НОМАКОН™ КПТД-2М |
|||||||
Наименование | Норма по ТУ РБ 100009933.004-2001 | Методы контроля | |||||
Марка материала | |||||||
КПТД-2М/1 | КПТД-2М/2 | КПТД-2М/3 | |||||
Внешний вид | Высокоэластичный резиноподобный однородный листовой материал | Визуально | |||||
Цвет | Розовый, серый(¹) | Коричневый, серый(¹) | Cерый | Визуально | |||
Плотность, г/см³ | 2,05-2,20 | 1,90-2,10 | 1,80-2,00 | ГОСТ 15139 | |||
Твердость по Шору А / Шору OO , единиц | 4-10 / 30-40 | ГОСТ 263 | |||||
Толщина, мм | от 0,25 до 6,0 | ГОСТ 11358 | |||||
Липкость, Н/м, не менее | 100 | ГОСТ 28019 | |||||
Номинальное рабочее напряжение сжатия, МПа, не менее, при толщине материала, мм 0,20 0,30 0,50 |
2,2 1,5 0,6 |
ГОСТ 26605 п.5.12 ТУ | |||||
Предельное напряжение сжатия, МПа, не менее, при толщине материала, мм 0,20 0,30 0,50 |
7,5 5,5 2,8 |
||||||
Предельная степень сжатия (эластичность), %, не менее | 50 | ||||||
Электрическая прочность, кВ/мм, не менее при постоянном напряжении при переменном напряжение |
25 18 |
20 15 |
15 10 |
ГОСТ 6433.3 | |||
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом•см, не менее | 1014 |
1013 |
1012 |
ГОСТ 6433.2 | |||
Диэлектрическая проницаемость, при 1000 Гц, не более | 6,5 | ГОСТ 22372 | |||||
Тангенс угла диэлектрических потерь, при 1000 Гц, не более |
0,0045 | ГОСТ 22372 | |||||
Теплопроводность, Вт/(м•К), не менее | 0,80 | 1,10 | 1,40 | ASTM D 5470 ГОСТ 12.4.145 |
|||
Удельное термическое сопротивление, (К•см²)/Вт, при толщине листа 0,25±0,02 мм и давлении сжатия 0,69 МПа (100 psi), (в формате ТО3, ТО220), не более | 3,20 |
2,50 |
2,10 |
ASTM E 1530 ГОСТ 12.4.145 |
|||
(¹) - Цвет может быть изменен по согласованию с потребителем |
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НОМАКОН™ КПТД-2М-ВН |
|||||||
Наименование | Норма по ТУ РБ 100009933.004-2001 изм.5 | Методы контроля | |||||
Марка материала | |||||||
КПТД-2М/1-ВН | КПТД-2М/2-ВН | ||||||
Внешний вид | Высокоэластичный резиноподобный однородный листовой материал | Визуально | |||||
Цвет | Розовый, серый(¹) | Коричневый, серый(¹) | Визуально | ||||
Плотность, г/см³ | 2,75-2,85 | 2,60-2,65 | ГОСТ 15139 | ||||
Твердость по Шору А / Шору OO , единиц | 0-5 / 30-35 | ГОСТ 263 | |||||
Толщина, мм | от 0,25 до 6,0 | ГОСТ 11358 | |||||
Липкость, Н/м, не менее | 100 | ГОСТ 28019 | |||||
Номинальное рабочее напряжение сжатия, МПа, не менее, при толщине материала, мм 0,20 0,30 0,50 |
1,8 1,1 0,4 |
ГОСТ 26605 п.5.12 ТУ | |||||
Предельное напряжение сжатия, МПа, не менее, при толщине материала, мм 0,20 0,30 0,50 |
5,0 3,5 1,8 |
||||||
Предельная степень сжатия (эластичность), %, не менее | 50 | ||||||
Электрическая прочность, кВ/мм, не менее при постоянном напряжении при переменном напряжение |
25 18 |
20 15 |
ГОСТ 6433.3 | ||||
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом•см, не менее | 1014 |
1013 |
ГОСТ 6433.2 | ||||
Диэлектрическая проницаемость, при 1000 Гц, не более | 6,5 | ГОСТ 22372 | |||||
Тангенс угла диэлектрических потерь, при 1000 Гц, не более |
0,0045 | ГОСТ 22372 | |||||
Теплопроводность, Вт/(м•К), не менее | 2,0 | 2,5 | ASTM D 5470 ГОСТ 12.4.145 |
||||
Удельное термическое сопротивление, (К•см²)/Вт, при толщине листа 0,25±0,02 мм и давлении сжатия 0,69 МПа (100 psi), (в формате ТО3, ТО220), не более | 1,60 |
1,40 |
ASTM E 1530 ГОСТ 12.4.145 |
||||
(¹) - Цвет может быть изменен по согласованию с потребителем |
Для оценки теплопроводящих свойств листовых материалов применяется математическая модель расчета термического сопротивления, представленная во вкладке Термическое сопротивление. В данном случае суммарное удельное термическое сопротивление теплопередаче R (см. формулу 2) включает термическое сопротивление на границе «теплоотдающая контактная поверхность – поверхность прокладки» R1S , термическое сопротивление, зависящее от толщины δ и теплопроводности λ материала прокладки δ/λ , а также термическое сопротивление на границе «поверхность прокладки – теплопринимающая контактная поверхность» R2S .
Следует отметить, что за счет конформной поверхности и высокой эластичности термическое сопротивление материалов КПТД-2M стабилизируется уже при напряжении сжатия 0,4-0,7 МПа (см. график зависимости удельного термического сопротивления от напряжения сжатия). Для материалов толщиной 0,25-1,0 мм при напряжении сжатия до 0,7 МПа изменение толщины при сжатии с достаточной точностью возможно рассчитать по формуле 5 с учетом зависимости 11 во вкладке Эластичность (сжимаемость). При последующем увеличении напряжения сжатия термическое сопротивление зависит лишь от остаточной толщины материала. При нанесении дополнительно липкого слоя или позиционирующей смазки суммарное удельное контактное термическое сопротивление для тонких листов снижается незначительно (см. величину R0S ).
1. Материалы КПТД-2М используются в состоянии поставки. Перед применением произведите разметку и вырежьте нужную прокладку, не снимая защитных пленок с поверхности материала. Затем снимите лицевую защитную пленку и приклейте прокладку к одной из контактных теплопередающих поверхностей. Аккуратно снимите с прокладки вторую защитную пленку и прижмите к поверхности материала другую теплопередающую поверхность.
2. Определите требуемое усилие сжатия контактных поверхностей, между которыми устанавливается прокладка. При этом следует учитывать, что номинальное рабочее напряжение сжатия (МПа) определяет допустимую относительную деформацию листа материала в пределах от 10% до 50 % от его исходной толщины, при которой изготовителем гарантируются прочностные, электроизоляционные и теплопроводящие свойства, представленные в таблице «Технические характеристики».
3. Предельное напряжение сжатия определяет относительную деформацию материала в пределах до 50% от его исходной толщины, при которой не происходит потеря эластичности, и в последующем, при снятии напряжения сжатия материал восстанавливается до исходной толщины и сохраняет свои свойства. Не допускается эксплуатация прокладок из материала КПТД-2М при превышении предельного напряжения сжатия.
4. Качество сжимающих поверхностей (прибора и радиатора для достижения нормируемых теплопередающих свойств прокладки должно соответствовать ГОСТ 265. Шероховатость сжимающих поверхностей не должна превышать Ra=0,63 мкм по ГОСТ 2789. Отклонение геометрии сжимающих поверхностей по плоскостности и параллельности должно быть не выше степени точности 7 по ГОСТ 24643. Наличие заусениц и других дефектов на контактных поверхностях может нарушить целостность прокладки, и, соответственно, требуемую электрическую изоляцию.
5. Эффективность отвода тепла через прокладку из материала определяется усилием сжатия поверхностей прибора и радиатора, их плоскостностью и параллельностью при сборке, а также наличием остаточных воздушных полостей между прокладкой и прижимными поверхностями. С целью максимального выдавливания воздушных полостей рекомендуется приложить прокладку глянцевой поверхностью или поверхностью с липким слоем к наиболее качественной прижимной поверхности и прикатать резиновым валиком.
6. Для изоляции полупроводниковых приборов от корпуса радиатора при креплении винтами используйте втулки изолирующие НОМАКОН™ М2,5 и М3 из термостойкого полиамида.
7. В случае применения прокладок большого формата с площадью поверхности от 20 до 1200 см² часто возникает проблема качественной подготовки контактных поверхностей. При этом толщины и эластичности прокладки бывает не достаточно, чтобы при сжатии компенсировать дефекты самих поверхностей, а также их плоскостность и параллельность при сборке. Чтобы не увеличивать толщину прокладки, приводящую к увеличению термического сопротивления, рекомендуется предварительно нанести на контактные поверхности соответствующую теплопроводную пасту НОМАКОН™ КПТД-3 и затем установить и прикатать прокладку.
8. Запрещается хранение, манипулирование и эксплуатация материалов КПТД-2 (КПТД-2М) при температурах ниже минус 60ºС и выше плюс 250ºС.
Обозначение листовых материалов КПТД-2M Материал листовой теплопроводящий электроизоляционный НОМАКОН™ КПТД-2М/1-H-LxB ТУ РБ 100009933.004-2001 или Лист BxL КПТД-2М/1-Н ТУ РБ 100009933.004-2001 или Лист BxL КПТД-2М/1-ВН-Н ТУ РБ 100009933.004-2001 |
где КПТД-2M/1 – марка материала;
-2M – материал второго типа «мягкий» (листовой высокоэластичный гелевый полимеризованный материал);
/1 – первой серии по составу керамического наполнителя (всего включены составы керамического наполнителя серий 1, 2, 3);
ВН – материал «высокого наполнения» теплопроводящими микропорошками H – толщина листа, мм;
BxL – ширина х длина листа прямоугольной формы, мм;
ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ
1. Изготовитель гарантирует соответствие листовых материалов НОМАКОН™ КПТД-2М требованиям технических условий при соблюдении условий транспортирования, хранения и применения.
2. Срок хранения материалов КПТД-2М без липкого слоя в упаковке предприятия-изготовителя составляет 24 месяца.
3. Срок хранения материалов КПТД-2М с липким слоем и позиционирующей смазкой в упаковке предприятия-изготовителя составляет 6 месяцев.
4. Потеря липкости материалов КПТД-2М после истечения срока хранения у потребителя не является выбраковочным фактором.
5. После истечения срока хранения материалы КПТД-2М испытывают перед каждым применением на соответствие требованиям технических условий. При условии соответствия материалы могут быть использованы по прямому назначению.
6. Рекламации и претензии по качеству принимаются при возврате продукции в упаковке предприятия-изготовителя с предоставлением копий сопроводительных документов на полученную продукцию от предприятия-изготовителя (накладная, удостоверение о качестве).