Современные российские теплопроводные пасты Авангард

Эффективность теплопередачи (охлаждения) зависит как от коэффициента теплопроводности, так и от площади контакта материалов. Следовательно, для обеспечения максимально возможного теплоотвода необходимо обеспечить плотный контакт между поверхностями. Поскольку поверхности любого материала не являются полностью плоскими, образуются воздушные зазоры, которые значительно снижают теплопередачу в системе. Решить эту проблему можно несколькими способами, но оптимальным и широко используемым является использование теплопроводных паст.

Теплопроводная паста — многокомпонентное пластичное вещество с высокой теплопроводностью, используемое для уменьшения теплового сопротивления между двумя соприкасающимися поверхностями

Небольшое количество пасты, нанесенное на область теплового контакта, распределяется при прижиме поверхностей друг к другу и обеспечивает тепловой контакт между двумя соприкасающимися или сближенными поверхностями в радиоэлектронной аппаратуре. При этом паста заполняет мельчайшие углубления в поверхностях и вытесняет воздух, обладающий крайне низкой теплопроводностью.

Над решением проблемы эффективного отвода тепла, генерируемого полупроводниковыми кристаллами, работают десятки зарубежных фирм, а в России такая работа не проводилась вплоть до последнего десятилетия.

Единственной отечественной разработкой стала паста КПТ-8, которая производится с 1980-х годов по сегодняшний день (рис.2). Вполне логично предположить, что КПТ-8 не является конкурентоспособным продуктом из-за низкого коэффициента теплопроводности (не более 1 Вт/м*К).

В результате, десятилетиями потребности российского рынка покрывались в основном за счет увеличения объемов ввоза зарубежных теплопроводных материалов. Доля импорта в различных сегментах варьировалась до 100%.

Учитывая современные реалии развития современной электроники – стремительно растущая миниатюризация электроники, а как следствие растущий спрос на теплопроводные материалы АО «НИТИ «Авангард» запустили проект по разработке отечественных теплопроводных паст.

В 2021 году разработка полного цикла изготовления продуктовой линейки теплопроводных паст на основе металлических порошков и на основе керамики под конкретную задачу, с требуемым значением коэффициента теплопроводности, варьируемым от 2 до 6 Вт/(м·K) была завершена.

При производстве ТП используется только отечественное сырье, что позволяет полностью заместить импортную продукцию и обеспечить стабильность поставок конечного продукта на производства.

Сфера применения ТП охватывает как аппаратуру гражданского применения так ответственного и специального назначения:

• мощные полупроводниковые приборы;
• промышленное оборудование;
• силовые устройства с радиаторным охлаждением (ИВЭП, светильники, прожектора и т.п.);
• компьютеры и ноутбуки;
• автомобильная электроника;
• телекоммуникационная техника;
• потребительские товары длительного пользования;
• медицинское оборудование;
• бытовая техника (компьютерные сервера, компьютеры и т.п.).

Теплопроводные пасты должны хорошо смачивать разнородные поверхности, не высыхать на протяжении всего срока службы и не вызывать коррозию материалов соединяемых поверхностей. Продукция АО «НИТИ «Авангард» соответствует всем вышеуказанным требованиям.

Ключевые особенности и преимущества теплопроводных паст производства АО «НИТИ «Авангард»:

• имеют высокие коэффициенты теплопроводности;
• состоят из сырья, производимого в Российской Федерации;
• создаются с использованием современных технологий с применением автоматизированных технических систем, что значительно сокращает трудозатраты, ликвидирует возможность ошибок, вызванных человеческим фактором;
• полностью отечественный продукт, включая сырье;
• отсутствие высыхания на протяжении всего срока службы;
• отсутствие коррозии материалов соединяемых поверхностей;
• изготавливаются по ТУ 20.30.22-001-07518266-2019.

Технические характеристики ТП представлены в таблице 1.

Теплопроводная паста ТПЭ

Назначение: теплопроводная паста электропроводная (ТПЭ, рис 3.) предназначена для обеспечения эффективного теплового переноса между двумя соприкасающимися или сближенными поверхностями в аппаратуре и оборудовании различного назначения, где требуется электрический контакт сопрягаемых деталей (например, силовая электроника: крепление транзисторов, диодов через электропроводную контактную площадку), микро- и наноэлектроника (крепление кристаллов через электропроводную контактную площадку).  

ТПЭ изготавливаются на основе синтетических масел, добавок минеральной и металлической природы, которые обеспечивают реологические, теплопроводные, электропроводные свойства.

Теплопроводная паста ТПД

Назначение: теплопроводная паста диэлектрическая (ТПД, рис.4) предназначена для обеспечения эффективного теплового переноса между двумя соприкасающимися или сближенными поверхностями в аппаратуре и оборудовании различного назначения, где не требуется электрический контакт сопрягаемых деталей (например, крепление к процессору компьютера через пасту радиатора с кулером, силовая электроника (транзисторы, диоды и др.), бытовая техника.  

ТПД изготавливаются на основе синтетических масел и добавок минеральной природы, которые обеспечивают реологические, теплопроводные, свойства.

В таблице 2 приведены основные характеристики разработанных ТП и их конкурентов, существующих на рынке.

Таблица 2 – Сравнительная характеристика ТП НИТИ «Авангард» с ближайшими зарубежными и отечественными аналогами

Данные показывают, что пасты, разработанные АО «НИТИ «Авангард» являются конкурентоспособными, находятся на мировом уровне.

Кроме того, разработанные марки теплопроводных паст ТПД и ТПЭ (ТУ 20.30.22–001-07518266-2019) включены в общероссийский Банк данных «Продукция России» в раздел «Каталогизация. Реестр продукции».