Che cos'è il materiale termico di interfaccia?
Molti ingegneri si concentrano molto sulla progettazione del dissipatore, dimenticando di considerare in che modo il calore passa dalla sorgente al dissipatore stesso. Anche la superficie più liscia presenta un certo livello di rugosità. Le rugosità di due superfici a contatto l'una dell'altra creano delle sacche di aria. Dato che l'aria è un buon isolante termico, le sacche d'aria create dalle rugosità delle superfici accoppiate impedisce il trasferimento del calore da una superficie all'altra.
Nell'immagine sotto, il calore proveniente dalla superficie nera può essere condotto al dissipatore grigio solo nei punti evidenziati in rosso. Le frecce arancioni aiutano a visualizzare che il calore proviene dall'intera superficie nera, ma è limitato a solo questi punti di contatto. Le sacche d'aria sono rappresentate in celeste. Il calore può essere trasferito attraverso le sacche d'aria celesti, ma in maniera molto inefficiente e in scarsa quantità rispetto al livello di conduzione dei punti di contatto rossi.
Questo vale per qualsiasi dispositivo elettrico, comunemente racchiuso in un involucro, che trasferisce il calore a un dissipatore metallico senza un materiale termico di interfaccia.
Che cosa fa il materiale termico di interfaccia?
È qui che entra in gioco il materiale termico di interfaccia, sostituendo la maggior parte delle sacche d'aria per migliorare la conducibilità termica. Usando un materiale termico di interfaccia aumentiamo la quantità di calore trasferita dalla sorgente al dissipatore.
Nello schema qui sotto, il blu scuro rappresenta il materiale termico di interfaccia. La maggior parte delle sacche d'aria celesti è stata eliminata e sostituita con un materiale più conduttivo. Ora il calore viene condotto in maniera efficiente sull'intera superficie. Ciò aumenta significativamente il calore trasferito dalla sorgente. Nella maggior parte dei casi è pressoché impossibile rimuovere il 100% dell'aria, quindi rimarranno delle piccole sacche in nicchie e fessure. Tuttavia le prestazioni termiche ne risultano notevolmente migliorate rispetto allo scenario senza TIM.
I materiali termici di interfaccia sono disponibili in molti differenti formati e opzioni: a isolamento elettrico oppure elettroconduttivi, a base di silicone o senza, morbidi o duri, solidi, liquidi o entrambi ecc. La scelta del TIM è una decisione che dipende strettamente dall'applicazione.
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