"Die herkömmlichen wärmeleitenden Materialien sind meist Metalle wie Ag, Cu, A1 und Metalloxide wie A12O3, MgO, BeO und andere nichtmetallische Materialien wie Graphit, Ruß, Si3N4, A1N.

Mit der Entwicklung der industriellen Produktion und der Wissenschaft und Technologie haben die Menschen neue Anforderungen an wärmeleitende Materialien gestellt, in der Hoffnung, dass die Materialien eine ausgezeichnete Gesamtleistung haben.

Im Bereich der Elektrotechnik und Elektronik beispielsweise hat sich das Volumen elektronischer Bauteile und logischer Schaltkreise aufgrund der rasanten Entwicklung der Integrations- und Montagetechnik um das Tausendfache verringert, was Isoliermaterialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit erfordert.

In den letzten Jahrzehnten hat sich der Anwendungsbereich von Polymerwerkstoffen erweitert, und der Ersatz verschiedener in der traditionellen Industrie verwendeter Werkstoffe, insbesondere metallischer Werkstoffe, durch synthetische Polymerwerkstoffe ist zu einem der Schwerpunkte der weltweiten wissenschaftlichen Forschung geworden."

Was ist eine wärmeleitende Silikonfolie?

Die wärmeleitende Silikonfolie ist ein wärmeleitendes Medium, das in einem speziellen Verfahren aus Silikon als Grundstoff und verschiedenen Hilfsstoffen wie Metalloxiden hergestellt wird.

Thermisch leitfähiger Silikonkautschuk ist ein Polymerverbundwerkstoff mit Silikonharz als Bindemittel und einer Füllung aus wärmeleitfähigem Pulver, um die Wärmeleitfähigkeit zu erreichen.

Häufig verwendete wärmeleitende Siliconfolien-Matrixmaterialien und Füllstoffe

Siliconharz (Basisrohstoffe)

1. Isolierung Wärmeleitfähigkeit Füllstoff: Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Berylliumoxid, Quarz, und andere Silikon-Weichmacher

2. Flammschutzmittel: Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid

3. anorganisches Färbemittel (Farbunterscheidung)

4. Vernetzungsmittel (Anforderungen an die Klebeleistung)

5. der Katalysator (Anforderungen an die Formgebung)

Anmerkung: Die wärmeleitende Silikonfolie spielt die Rolle der thermischen Leitfähigkeit und bildet einen guten thermischen Pfad zwischen dem Heizkörper und dem Kühlkörper, und der Kühlkörper, die strukturellen Befestigungen (Lüfter), etc. bilden zusammen ein Kühlkörpermodul.

Zu den Füllstoffen gehören die folgenden metallischen und anorganischen Füllstoffe.

1. Metallpulverfüller: Kupferpulver. Aluminiumpulver. Eisenpulver. Zinnpulver. Nickelpulver, etc.

2. Metalloxide: Aluminiumoxid. Bismutoxid. Berylliumoxid. Magnesiumoxid. Zinkoxid.

3. Metallnitride: Aluminiumnitrid. Bornitrid. Siliziumnitrid.

4. Anorganische Nichtmetalle: Graphit. Siliziumkarbid. Kohlenstofffaser. Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Graphen. Berylliumkarbid, usw.

Klassifizierung von wärmeleitendem Kieselgel

Wärmeleitende Silikone können unterteilt werden in wärmeleitende Silikondichtungen und silikonfreie Dichtungen. Die elektrische Isolierleistung der überwiegenden Mehrheit der wärmeleitenden Kieselgele wird letztlich durch die Isolierleistung der Füllstoffpartikel bestimmt.

1. Thermisch leitfähige Silikondichtungen

Wärmeleitende Silikondichtungen sind in viele Unterkategorien unterteilt, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.

2. Nicht-Silikon-Dichtungen  

Die silikonfreie Dichtung ist ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, das auf beiden Seiten selbstklebend ist und bei der Montage elektronischer Komponenten einen geringen Wärmewiderstand und gute elektrische Isolationseigenschaften bei geringer Druckkraft aufweist. Es kann stabil bei -40℃~150℃ arbeiten. Erfüllt die Anforderungen der Flammschutzklasse UL94V0.

Mechanismus der Wärmeleitfähigkeit von wärmeleitendem Kieselgel

Die Wärmeleitfähigkeit von wärmeleitendem Kieselgel hängt von der Wechselwirkung zwischen dem Polymer und dem wärmeleitenden Füllstoff ab. Verschiedene Arten von Füllstoffen haben unterschiedliche Wärmeleitfähigkeitsmechanismen.

1. Die Wärmeleitfähigkeit des metallischen Füllstoffs              

Die Wärmeleitfähigkeit von Metallspachtel beruht hauptsächlich auf der Bewegung von Elektronen, und der Prozess der Elektronenbewegung geht mit der Übertragung von großer Wärme einher.

2. Die Wärmeleitfähigkeit des nicht-metallischen Füllstoffs

Die Wärmeleitfähigkeit von nichtmetallischen Füllstoffen beruht hauptsächlich auf der Phononen-Wärmeleitfähigkeit, und die Wärmeleitfähigkeit hängt hauptsächlich von den Schwingungen benachbarter Atome oder Bindungsgruppen ab. Dazu gehören Metalloxide, Metallnitride und Karbide.

Wie verwendet man wärmeleitende Silikonfolie?

Wärmeleitende Silikonfolien werden in der Regel bereits in der frühen Entwurfsphase in die Konstruktion und den Entwurf von Hardware und Schaltkreisen einbezogen.

Die zu berücksichtigenden Faktoren sind Wärmeleitfähigkeit, Struktur, EMV, Vibrations- und Schallabsorption, Installationstest, usw.

1. Wählen Sie übermäßige Wärmeableitung Lösung: elektronische Produkte jetzt auf die kurze und dünne Trend, die allgemeine Verwendung von passiven Wärmeableitung, die traditionelle Kühlkörper Lösung ist die wichtigste; jetzt ist der Trend, den Kühlkörper zu beseitigen, die Verwendung von strukturellen Kühlkörper (Metallhalterung, Metallschale);

Oder Kühlkörper Lösung und Wärmeableitung strukturelle Teile Programm Kombination; in verschiedenen Systemanforderungen und Umgebungen, wählen Sie die beste kostengünstige Lösung.

2. Wenn der Kühlkörper Programm ist, ist es nicht empfohlen, direkt die geringe Wärmeleitfähigkeit der doppelseitigen Klebstoff verwenden; auch nicht empfohlen, die wärmeleitendes Silikonfett die nicht über die Funktion der Stoßdämpfung; empfohlen mit dem Metall-Haken oder Kunststoff Pushpin zu bedienen, wählen Sie 0,5 mm Dicke der thermisch leitenden Silikonfolie mit der Verwendung dieser beiden Programme einfach zu installieren und zu bedienen.

Aber auch nicht durch den Klebstoff verwendet werden, wird die Übertragung Wärmeableitung Wirkung viel besser als die thermisch leitfähige doppelseitigen Klebstoff, mehr sicher und zuverlässig. Die Gesamtkosten, einschließlich Stückpreis, Arbeitskräfte und Ausrüstung werden wettbewerbsfähiger sein.

3. Die Wahl der Wärmeableitung strukturelle Teile Klasse Wärmeableitung, ist es notwendig, Wärmeableitung strukturelle Teile in der Kontaktfläche der Struktur der Form der lokalen Vorsprung, lokale Vermeidung, etc. zu betrachten, in der Struktur des Prozesses und der Größe der wärmeleitendes Silikon Film, um ein gutes Gleichgewicht zu finden.

Unter der Voraussetzung, dass das Verfahren dies zulässt, wird empfohlen, keine besonders dicke wärmeleitende Silikonfolie zu wählen. Hier wird im Allgemeinen empfohlen, aus Gründen der Bequemlichkeit einen einseitigen Kleber zu verwenden und die Klebeseite auf die Wärmeableitungsstruktur zu kleben;

Hier sollte man vor allem ein gutes Kompressionsverhältnis wählen, um einen gewissen Druck auf die wärmeleitende Silikonfolie zu gewährleisten.

Die Dicke der wärmeleitenden Silikonfolie muss größer sein als der theoretische Abstand zwischen der Wärmeableitungsstruktur und der Wärmequelle, in der Regel 1 mm - 2 mm mehr.

Die Wahl der Wärmeableitung Struktur Teile sollten auch in der PCB-Layout der Lage der Komponenten, hey, ht und Paket Form berücksichtigt werden, können Sie einige Wärmequellen regelmäßig zu platzieren, wodurch die Kosten für die Wärmeableitung Struktur Teile.

Wie wählt man eine wärmeleitende Silikonfolie？?

Auswahl der Wärmeleitfähigkeit

Die Wahl der Wärmeleitfähigkeit hängt hauptsächlich von der Größe der Leistungsaufnahme der Wärmequelle sowie von der Größe des Kühlkörpers oder der thermischen Struktur der Wärmeabfuhrkapazität ab.

Allgemeine Chip-Temperatur-Spezifikation Parameter sind relativ niedrig, oder empfindlicher auf die Temperatur, oder Wärmestromdichte ist relativ groß (in der Regel mehr als 0,6w/cm3 müssen Wärmeableitung Behandlung zu tun, ist die allgemeine Oberfläche weniger als 0,04w/cm2 braucht nur natürliche Konvektion Verarbeitung sein kann) diese Chips oder Wärmequellen müssen Wärmeableitung Behandlung und versuchen, einen hohen Koeffizienten der Wärmeleitfähigkeit von wärmeleitenden Silikon-Film zu wählen.

Die Unterhaltungselektronik-Industrie in der Regel nicht zulassen, dass die Chip-Sperrschicht Temperatur höher als 85 Grad, ist es auch empfohlen, die Oberfläche des Chips in der Hochtemperatur-Test auf weniger als 75 Grad zu kontrollieren, die gesamte Platine Komponenten sind auch im Grunde kommerziellen Grad Komponenten, so dass die interne Temperatur des Systems bei Raumtemperatur wird empfohlen, nicht mehr als 50 Grad.

Das erste Auftreten der Oberfläche oder der Endkunde durch die Oberfläche kann die empfohlene Temperatur bei Raumtemperatur sollte weniger als 45 Grad sein. Die Wahl einer wärmeleitenden Silikonfolie mit hoher Wärmeleitfähigkeit kann die Designanforderungen erfüllen und einen gewissen Designspielraum bewahren.

Hinweis Wärmestromdichte: ist definiert als die Wärmemenge, die durch einen Querschnitt pro Flächeneinheit (1 Quadratmeter) pro Zeiteinheit (1 Sekunde) hindurchgeht.

Die Sperrschichttemperatur ist in der Regel höher als die Gehäusetemperatur und die Oberflächentemperatur des Bauteils. Die Sperrschichttemperatur ist ein Maß für die Zeit, die benötigt wird, um die Wärme vom Halbleiterwafer an das Gehäuse abzuleiten, sowie für den Wärmewiderstand.

Die Faktoren, die die Wärmeleitfähigkeit des thermischen Silikons beeinflussen

1. Die Art und die Eigenschaften des Polymermatrixmaterials

Die herausragende Wärmeleitfähigkeit des Matrixmaterials ist sehr hoch. Je besser die Dispersion des Füllstoffs in der Matrix und je besser die Kombination von Matrix und Füllstoff, desto besser ist die Wärmeleitfähigkeit des wärmeleitenden Verbundmaterials.

2. Art des Füllstoffs                

Je höher die Wärmeleitfähigkeit des Füllstoffs ist, desto besser ist die Wärmeleitfähigkeit der wärmeleitenden Verbundwerkstoffe für thermische Schnittstellen.

3. Form des Füllstoffs                

Im Allgemeinen ist die Reihenfolge der leicht zu bildenden Wärmeleitfähigkeitspfade Whisker > Faser > Flocke > Granulat, je leichter der Füllstoff einen Wärmeleitfähigkeitspfad bildet, desto besser ist die Wärmeleitfähigkeit.

4. Der Inhalt des Füllstoffs                

Die Verteilung des Füllstoffs im Polymer bestimmt die Wärmeleitfähigkeit des Verbundwerkstoffs. Bei einem geringen Füllstoffgehalt ist die Auswirkung auf die Wärmeleitfähigkeit nicht offensichtlich; bei einem zu hohen Füllstoffgehalt werden die mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs stark beeinträchtigt.

Wenn der Füllstoffgehalt auf einen bestimmten Wert ansteigt, interagieren die Füllstoffe miteinander, um eine netz- oder kettenartige wärmeleitende Netzwerkkette in dem System zu bilden, und die Wärmeleitfähigkeit ist am besten, wenn die Richtung der wärmeleitenden Netzwerkkette mit der Richtung des Wärmeflusses übereinstimmt. Daher gibt es einen kritischen Wert für die Menge des wärmeleitenden Füllstoffs.

5. Klebeeigenschaften der Grenzfläche zwischen Füllstoff und Substratmaterial                 

Je höher der Kombinationsgrad von Füllstoff und Substrat ist, desto besser ist die Wärmeleitfähigkeit, die Auswahl eines geeigneten Haftvermittlers für die Oberflächenbehandlung des Füllstoffs, und die hervorragende Wärmeleitfähigkeit kann durch 10% -20% erhöht werden.