Ifhem il-folja tas-silikonju konduttiva termali f'oġġett wieħed

Materjali konduttivi termali tradizzjonali jikkonsistu primarjament minn metalli (Ag, Cu, u Al) u ossidi tal-metall (Al₂O₃, MgO, u BeO), kif ukoll materjali mhux-metalliċi (grafita, iswed tal-karbonju, Si₃N₄, u AlN). Ġew imposti rekwiżiti ġodda fuq materjali termalment konduttivi bħala riżultat tal-avvanz tal-produzzjoni industrijali u x-xjenza u t-teknoloġija. Ix-xewqa għal materjali bi proprjetajiet komprensivi eċċezzjonali ġiet osservata. Fis-setturi elettriċi u elettroniċi, id-daqs tal-komponenti elettroniċi u taċ-ċirkwiti loġiċi naqas b'eluf ta 'drabi bħala riżultat tal-iżvilupp mgħaġġel ta' teknoloġiji ta 'integrazzjoni u assemblaġġ. Konsegwentement, materjali iżolanti b'konduttività termali għolja huma meħtieġa. Matul l-aħħar ftit għexieren ta 'snin, l-oqsma ta' applikazzjoni ta 'materjali polimeri kienu qed jespandu b'mod kostanti. Is-sostituzzjoni ta 'materjali industrijali tradizzjonali, partikolarment materjali metalliċi, b'materjali polimeriċi sintetizzati artifiċjalment saret fokus ta' riċerka xjentifika globali. I. X'inhuma Folji tas-silikonju termali konduttivi?

Folji tas-silikonju li huma konduttivi termali huma tip ta 'materjal medju li huma sintetizzati permezz ta' proċess uniku. Dan il-proċess jinvolvi l-użu ta 'silikon bħala l-materjal bażi u ż-żieda ta' varjetà ta 'materjali awżiljarji, bħal ossidi tal-metall. Gomma tas-silikonju termalment konduttiva hija materjal kompost polimeru li jikseb konduttività termali billi jimlaha bi trab termalment konduttiv u juża reżina organosilicon bħala binder.

II. Materjali u Fillers tal-Matriċi Użati Komunement għal Folji tas-silikonju Termalment Konduttivi

Reżina Organosilicon (Materja Prima Bażika)

1. Fillers iżolanti u konduttivi termali: Alumina, Ossidu tal-Magneżju, Nitrur tal-Boron, Nitrur tal-Aluminju, Ossidu tal-Berillju, Kwarz, eċċ Plastiċizzanti Organosilicon

2. Ritardanti tal-Fjammi: Idrossidu tal-Magneżju, Idrossidu tal-Aluminju

3. Kuluri inorganiċi (Differenzjazzjoni tal-Kulur)

4. Aġent ta 'crosslinking (rekwiżiti ta' prestazzjoni ta 'adeżjoni)

5. Katalizzatur (rekwiżiti tal-iffurmar tal-proċess)

Nota: Il-pads tas-silikonju konduttivi termali jservu funzjoni ta 'konduttività termali, li jiffurmaw mogħdija tajba ta' konduzzjoni termali bejn l-element li jiġġenera s-sħana-u l-apparat ta 'dissipazzjoni tas-sħana-. Flimkien ma 'bjar tas-sħana, qfieli strutturali (fannijiet), eċċ., Dawn jiffurmaw modulu ta' dissipazzjoni tas-sħana.

Il-mili jinkludu l-mili tal-metall u inorganiċi li ġejjin:

1. Fillers tat-trab tal-metall: trab tar-ram, trab tal-aluminju, trab tal-ħadid, trab tal-landa, trab tan-nikil, eċċ.;

2. Ossidi tal-metall: ossidu tal-aluminju, ossidu tal-bismut, ossidu tal-berillju, ossidu tal-manjeżju, ossidu taż-żingu;

3. Metall... Nitruri: Nitrur tal-aluminju, Nitrur tal-boron, Nitrur tas-silikon;

4. Metalli mhux-inorganiċi: Grafit, Karbur tas-silikon, Fibra tal-karbonju, Nanotubi tal-karbonju, Graphene, Karbur tal-berillju, eċċ.

Immaġni III. Klassifikazzjoni ta' Gaskits tas-silikonju termalment konduttivi
Siegli tas-silikonju termalment konduttivi jistgħu jinqasmu: pads tas-silikonju termalment konduttivi u mhux -kuxxinetti tas-silikonju tas-silikonju. Il-proprjetajiet ta 'insulazzjoni elettrika tal-biċċa l-kbira tal-gaskits tas-silikon konduttivi termalment huma finalment determinati mill-proprjetajiet ta' insulazzjoni tal-partiċelli tal-mili.

1. Pads tas-silikonju termalment konduttivi
Il-pads tas-silikonju termalment konduttivi huma aktar maqsuma f'ħafna subkategoriji, kull wieħed bil-karatteristiċi distinti tiegħu stess.

2. Pads tas-silikonju mhux-Pads tas-silikonju mhux-tas-silikonju huma materjal ta 'konduttività termali għolja, doppju-kolla waħedha-. Meta jintużaw fl-assemblaġġ ta 'komponenti elettroniċi, juru reżistenza termali baxxa u proprjetajiet ta' insulazzjoni elettrika tajba taħt forza kompressiva baxxa. Huma joperaw b'mod stabbli minn -40 grad sa 150 grad u jilħqu l-klassifikazzjoni UL94V0 ritardant tal-fjammi.

IV. Mekkaniżmu ta 'Konduttività Termali tas-Silikonju Termalment Konduttiv

Il-konduttività termali tas-silikonju termalment konduttiv tiddependi fuq l-interazzjoni bejn il-polimeru u l-mili termalment konduttiv. Tipi differenti ta 'fillers għandhom mekkaniżmi ta' konduttività termali differenti.

1. Mekkaniżmu ta 'Konduttività Termali ta' Fillers tal-metall
Fillers tal-metall primarjament imexxu s-sħana permezz tal-moviment tal-elettroni; il-proċess tal-moviment tal-elettroni huwa akkumpanjat minn trasferiment tas-sħana.

2. Mekkaniżmu ta' Konduttività Termali ta' Fillers Mhux-Metall
Fillers mhux-tal-metall jiddependu primarjament fuq il-konduzzjoni tal-phonon; ir-rata tad-diffużjoni tas-sħana tagħhom tiddependi prinċipalment fuq il-vibrazzjoni ta 'atomi ġirien jew gruppi ta' twaħħil. Dawn jinkludu ossidi tal-metall, nitruri tal-metall, u karburi.

V. Kif tuża Folji tas-silikonju termali konduttivi

Ġeneralment, pads tas-silikonju termalment konduttivi għandhom jiġu inkorporati fid-disinn strutturali, tal-ħardwer u taċ-ċirkwit mill-istadju tad-disinn inizjali. Fatturi li għandhom jiġu kkunsidrati tipikament jinkludu: konduttività termali, disinn strutturali, EMC, damping tal-vibrazzjoni u assorbiment tal-ħoss, u installazzjoni u ttestjar.

1. Għażla ta 'Soluzzjoni ta' Dissipazzjoni tas-Sħana: Il-prodotti elettroniċi għandhom tendenza lejn disinji iżgħar, irqaq u eħfef, ġeneralment jużaw metodi ta 'tkessiħ passiv, li tradizzjonalment jiddependu fuq il-bjar tas-sħana. It-tendenza attwali hija li telimina l-bjar tas-sħana għal kollox, bl-użu ta 'komponenti strutturali tad-dissipazzjoni tas-sħana (parentesi tal-metall, kisi tal-metall); jew tgħaqqad soluzzjonijiet ta 'sink tas-sħana ma' komponenti strutturali ta 'dissipazzjoni tas-sħana. Is-soluzzjoni bl-aħjar proporzjon tal-kost-prestazzjoni għandha tintgħażel abbażi ta' rekwiżiti u ambjenti tas-sistema differenti.

2. Jekk tuża soluzzjoni tas-sink tas-sħana, mhux irrakkomandat li tuża tejp b'żewġ naħat konduttivi termali b'konduttività termali baxxa; lanqas huwa rakkomandat li tuża grass termali mingħajr kapaċitajiet ta 'damping tal-vibrazzjoni. Huwa ssuġġerit li tuża ganċijiet tal-metall jew pushpins tal-plastik għall-operazzjoni, tagħżel 0.5mm... L-użu ta 'pads tas-silikonju eħxen termalment konduttivi flimkien ma' metodi oħra joffri installazzjoni konvenjenti u jelimina l-ħtieġa għal rinforz adeżiv. Dan jirriżulta f'dissipazzjoni tas-sħana b'mod sinifikanti aħjar minn tejp konduttiv termikament b'żewġ naħat, u huwa aktar sigur u affidabbli. L-ispiża ġenerali, inkluż il-prezz ta 'unità, ix-xogħol u t-tagħmir, hija aktar kompetittiva.

3. Meta tagħżel strutturi ta 'dissipazzjoni tas-sħana, huwa meħtieġ li titqies il-forma strutturali tal-istruttura tad-dissipazzjoni tas-sħana, bħal sporġenzi lokali jew daħliet fuq il-wiċċ ta' kuntatt. Għandu jintlaħaq bilanċ bejn id-disinn strutturali u d-daqs tal-kuxxinett tas-silikonju termalment konduttiv. Jekk il-proċess jippermetti, huwa rakkomandabbli li tevita li tagħżel pads tas-silikonju termalment konduttivi eċċessivament ħoxnin. Għal faċilità ta 'tħaddim, rinforz adeżiv b'ġenb wieħed-ġeneralment huwa rakkomandat, bil-ġenb miksi bil-kolla-applikat mal-istruttura tad-dissipazzjoni tas-sħana. Huwa kruċjali li tagħżel kuxxinett bi proporzjon ta 'kompressjoni tajjeb biex tiżgura pressjoni suffiċjenti fuq il-kuxxinett tas-silikonju termalment konduttiv. (Il-ħxuna tal-kuxxinett tas-silikonju termalment konduttiv għandha taqbeż il-limitu teoretiku ta 'fuq tat-tneħħija bejn l-istruttura tad-dissipazzjoni tas-sħana u s-sors tas-sħana, tipikament b'1mm-2mm.) Meta tagħżel strutturi ta' dissipazzjoni tas-sħana, il-pożizzjoni, l-għoli u t-tip ta 'pakkett ta' komponenti għandhom jitqiesu wkoll waqt it-tqassim tal-PCB. It-tqegħid regolari tas-sorsi tas-sħana jista 'jnaqqas l-ispiża tal-istruttura tad-dissipazzjoni tas-sħana.

VI. Kif tagħżel Folji tas-silikonju termali konduttivi
L-għażla tal-konduttività termali tiddependi primarjament fuq il-konsum tal-enerġija tas-sors tas-sħana u l-kapaċità tad-dissipazzjoni tas-sħana tas-sink tas-sħana jew l-istruttura tad-dissipazzjoni tas-sħana. Ġeneralment, ċipep bi speċifikazzjonijiet ta 'temperatura baxxa, sensittività għal temperatura għolja, jew densità għolja ta' fluss tas-sħana (ġeneralment akbar minn 0.6 W/cm³ li jeħtieġu dissipazzjoni tas-sħana, filwaqt li dawk b'densità tal-fluss tas-sħana tal-wiċċ inqas minn 0.04 W/cm² jeħtieġu biss konvezzjoni naturali) jeħtieġu dissipazzjoni tas-sħana, u folji tas-silikon konduttivi termali b'konduttività termali ogħla għandhom jintgħażlu. Fl-industrija tal-elettronika tal-konsumatur, it-temperaturi tal-junction taċ-ċippa ġeneralment ma jitħallewx jaqbżu l-85 grad Celsius, u huwa rrakkomandat li tiġi kkontrollata t-temperatura tal-wiċċ taċ-ċippa taħt il-75 grad Celsius waqt l-ittestjar ta '-temperatura għolja. Il-komponenti tal-bord kollu huma l-aktar kummerċjali-grad, għalhekk it-temperatura interna tas-sistema hija rakkomandata li ma taqbiżx il-50 grad Celsius f'temperatura tal-kamra. Il-wiċċ tal-ewwel wiċċ, jew il-wiċċ li l-klijent aħħari jista 'jikkuntattja, idealment għandu jkollu temperatura taħt il-45 grad Celsius f'temperatura tal-kamra. L-għażla ta 'folji tas-silikon konduttivi termali b'konduttività termali ogħla tista' tissodisfa r-rekwiżiti tad-disinn u tippermetti xi marġni tad-disinn.

Nota: Densità tal-fluss tas-sħana: definita bħala: id-densità tal-fluss tas-sħana għal kull unità ta 'żona (1 metru kwadru) għal kull unità ta' ħin (1 It-temperatura tal-junction (JT) tkejjel l-ammont ta 'sħana li tgħaddi mill-wejfer tas-semikondutturi għall-housing tal-apparat ippakkjat f'sekondi. Huwa tipikament ogħla mit-temperatura tal-każ u t-temperatura tal-wiċċ tal-apparat. reżistenza termali.

VII. Fatturi li jaffettwaw il-konduttività termali tas-silikonju termikament konduttiv

1. Tip u Proprjetajiet tal-Materjal tal-Matriċi Polimeru: Materjal tal-matriċi ta 'konduttività termali ogħla, dispersjoni aħjar tal-mili fil-matriċi, u rabta aħjar bejn il-matriċi u l-mili tirriżulta f'konduttività termali aħjar tal-materjal kompost.

2. Tip ta 'Filler: Konduttività termali ogħla tal-mili ġeneralment twassal għal konduttività termali aħjar tal-materjal kompost.

3. Forma tal-Filler: Ġeneralment, l-ordni tal-faċilità tal-iffurmar tal-mogħdijiet termali hija whiskers > fibri > qxur > granuli. Aktar ma jkun faċli li l-mili jifforma mogħdijiet termali, aħjar tkun il-konduttività termali.

4. Kontenut tal-mili Id-distribuzzjoni tal-mili fi ħdan il-polimeru tiddetermina l-konduttività termali tal-materjali komposti. Meta l-kontenut tal-mili huwa baxx, l-effett tal-konduttività termali mhuwiex sinifikanti; meta l-kontenut tal-mili huwa eċċessiv, il-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjal kompost huma affettwati ħafna. Madankollu, meta l-kontenut tal-mili jiżdied għal ċertu valur, l-interazzjoni bejn il-mili tifforma netwerk-bħal jew katina-bħal netwerk termalment konduttiv fis-sistema. Il-konduttività termali hija ottimali meta d-direzzjoni ta 'dan in-netwerk tkun allinjata mad-direzzjoni tal-fluss tas-sħana. Għalhekk, hemm valur kritiku għall-ammont ta 'mili termalment konduttiv.

5. Karatteristiċi tat-twaħħil bejn il-Filer u l-Matrix Materjal Aktar ma jkun għoli l-grad ta 'twaħħil bejn il-mili u l-matriċi, aħjar tkun il-konduttività termali. L-użu ta 'aġent ta' akkoppjar adattat biex jittratta l-wiċċ tal-mili jista 'jżid il-konduttività termali b'10%-20%.