써멀 폼 가스켓 (TFG)

써멀 폼 가스켓 (TFG)

  • Thermal-Foam-Gasket-1
  • Thermal-Foam-Gasket-2
  • Thermal-Foam-Gasket-3

개요

  • 수평열전도도가 우수한 그라파이트를 적용하여 발열원(회로소자 등)의 열을 단시간에 히트싱크나 금속판에 전달하여 열을 넓게 확산시켜 발열원의 온도를 낮추는 기능을 함.
  • 심재로 내열성 우레탄폼을 적용하여 복원력이 우수하고 밀착력 향상되어 온도 전달 효과가 우수함.
  • 기존 실리콘 갭패드의 단점인 두께의 제약이 없이 사용범위가 넓음.
    예) 10mm, 20mm, 30mm 이상의 공간에서도 열전도 효과 발휘

  • 기존 실리콘 갭패드 방식과 비교


주요 특징

  • 수평열전도도(400W/mK)가 우수한 그라파이트 사용
  • 그라파이트 표면 및 측면을 모두 PET필름으로 감싸 그라파이트의 파티클 발생을 억제함
  • 탄력성이 우수하여 PCB에 과도한 압력을 가하지 않아 PCB가 휘어지는 문제 없음
  • 용도에 따라 다양한 사이즈 및 형상 제조 가능하며, 열성능 및 경도 조절이 용이함.
  • 관련특허 다수 보유

제품 상세

제품 사양

테스트 제품 사이즈 : 폭 30mm, 길이 30mm, 두께 3mm

항목 단위 데이터 비고
Thermal Conductivity W/mK >3 ASTM C 518, ASTM E 1530-06
Surface Resistance Ω/□ >1x108 ESQ-612-04
Tracking-Resistivity V <105 K 30112, CTI
Withstanding Voltage V <1000 ASTM D 149
Operating Temperature <120 ESQ-612-20
Flame Retardancy UL94V-0 (E221431)


기존 실리콘 갭패드와의 열전도 비교 결과

  • 동일한 사이즈(28(W) x 32(L) x 10.5(T))의 TFG, Silicone Pad 시편 비교
  • 발열판에서 시편을 20% 눌러서 온도 변화 측정함.
  • 발열판을 150℃까지 가열하고 TFG시료를 부착한 후, 열감지 센서가 40℃가 될 때부터 60℃가 될 때까지의 시간을 측정함.

방열패드 구분 평균도달시간
TFG 400 W/mK 급 * (Graphite Sheet) 70”
실리콘 방열 패드 2 W/mK 급 ** 166”
3 W/mK 급 ** 69”
5 W/mK 급 ** 60”

* 수평열전도도 기준 (그라파이트 시트는 사용 방법이 실리콘 패드와 상이하여 수평열전도도 기준으로 함.)

** 수직열전도도 기준 (실리콘패드의 열효율을 나타내는 통상적인 방법임.)



※ 실리콘 써멀 패드 대비 TFG의 장점
  • 실리콘패드는 장시간 사용하면 경화되어 실록산(Siloxane)이 발생하지만, TFG는 실록산 발생 우려가 없음.
  • 실리콘패드는 경도가 높아 PCB 기판이 휠 우려가 높지만, TFG는 가볍고 부드러워 기판이 휠 가능성이 적음.
  • 열원과 방열판 사이의 거리가 먼 경우, TFG는 실리콘패드 대비 경량화가 가능함.

적용 사례

CPU, GPU등 히트소스(발열원)에 부착하여 방열판으로 열을 전달하여 과열 방지함.


  • Thermal-Foam-Gasket-on-Heat-Source
  • Thermal-Foam-Gasket-Heat-Conduction
  • Thermal-Foam-Gasket-on-PCB

대면적(大面積) 어레이 타입 적용

넓은 면적의 열을 효과적으로 제어하기 위한 열전도 시스템


특징

  • 수평 열전도도가 뛰어난 그라파이트 시트는, 열원(heat source)의 열에너지를 빠르게 확산시키고 방열판으로 전달함으로써 시스템의 온도상승을 효과적으로 억제함.
  • 내열성 폴리우레탄 스폰지 사용으로 압축복원력이 좋음.
  • 동일 사이즈인 경우, 나열한 개수(array)가 증가할수록 열전달 효율이 상승함.
  • 다양한 사이즈로 제작이 용이함.


성능 시험 결과

[시험조건]
  1. 100mm(W) x 100mm(L) x 3mm(T) 인 샘플을 어레이 숫자별로 측정함.
  2. 상단 핫플레이트의 온도를 150℃로 하단 측정부의 온도를 35℃ 설정
  3. 상단과 하단 사이에 샘플을 올려놓고 20% 압축
  4. 상단의 열이 샘플을 통해 하단 측정부로 전달되어 일정 온도에 도달하는 시간을 측정
    (하단 측정부의 온도가 40℃에서 시작하여 60℃ 될 때까지의 시간을 측정)



[시험 결과]

어레이 없는 단일 타입에 비해, 어레이 개수를 2개, 3개, 4개 등으로 올릴수록 열전도효율이 올라가는 결과를 도출함.

어레이 개수 열전도비교시험 결과 (초)
시편#1 시편#2 시편#3 시편#4 시편#5 평균
1개 120.4 125.1 120.9 124.3 122.1 122.6
2개 73.4 74.2 72.6 71.9 72.5 72.9
3개 53.4 54.8 55.2 51.9 53.4 53.7
4개 47.4 49.7 48.1 47.2 46.1 47.7