"Les matériaux thermoconducteurs traditionnels sont principalement des métaux tels que Ag, Cu, A1 et des oxydes métalliques tels que A12O3, MgO, BeO et d'autres matériaux non métalliques tels que le graphite, le noir de carbone, Si3N4, A1N.

Avec le développement de la production industrielle et de la science et de la technologie, les gens ont défini de nouvelles exigences pour les matériaux thermoconducteurs, en espérant que ces matériaux présentent d'excellentes performances globales.

Par exemple, dans le domaine électrique et électronique, en raison du développement rapide de la technologie d'intégration et de la technologie d'assemblage, le volume des composants électroniques et des circuits logiques a été réduit de plusieurs milliers de fois, ce qui nécessite des matériaux isolants à haute conductivité thermique.

Au cours des dernières décennies, le champ d'application des matériaux polymères s'est élargi et le remplacement de divers matériaux utilisés dans les industries traditionnelles, en particulier les matériaux métalliques, par des matériaux polymères synthétiques est devenu l'une des orientations des efforts de recherche scientifique dans le monde".

Qu'est-ce qu'un film silicone thermoconducteur ?

Le film de silicone thermoconducteur est un type de matériau thermoconducteur synthétisé par un processus spécial à partir de silicone comme matériau de base et de divers matériaux auxiliaires tels que des oxydes métalliques.

Caoutchouc silicone thermoconducteur est un matériau composite polymère avec de la résine de silicone comme matériau de liaison et rempli de poudre thermoconductrice pour atteindre l'objectif de conductivité thermique.

Matériaux de matrice et charges de films de silicone thermoconducteurs couramment utilisés

Résine de silicone (matières premières de base)

1. Charge de conductivité thermique de l'isolation : oxyde d'aluminium, oxyde de magnésium, nitrure de bore, nitrure d'aluminium, oxyde de béryllium, quartz et autres plastifiants de silicone.

2. Retardateur de flamme : hydroxyde de magnésium, hydroxyde d'aluminium

3. colorant inorganique (distinction des couleurs)

4. agent de réticulation (exigences en matière d'adhérence)

5. catalyseur (exigences du processus de moulage)

Remarque : Le film silicone de conduction thermique joue le rôle de conducteur thermique, formant un bon chemin thermique entre le corps chauffant et le dissipateur de chaleur, et le dissipateur de chaleur, les fixations structurelles (ventilateur), etc. forment ensemble un module de dissipation de chaleur.

Les charges comprennent les métaux et les charges inorganiques suivants.

1. Poudre métallique : poudre de cuivre. Poudre d'aluminium. Poudre de fer. Poudre d'étain. Poudre de nickel, etc.

2. Oxydes métalliques : oxyde d'aluminium. Oxyde de bismuth. Oxyde de béryllium. Oxyde de magnésium. Oxyde de zinc.

3. Nitrures métalliques : nitrure d'aluminium. Nitrure de bore. Nitrure de silicium.

4. Non-métaux inorganiques : graphite. Carbure de silicium. Fibre de carbone. Nanotubes de carbone. Graphène. Carbure de béryllium, etc.

Classification du gel de silice thermoconducteur

Les silicones thermoconducteurs peuvent être divisés en joints en silicone thermoconducteurs et les joints non siliconés. Les performances d'isolation électrique de la grande majorité des gels de silice thermoconducteurs sont en fin de compte déterminées par les performances d'isolation des particules de remplissage.

1. Joints en silicone thermoconducteurs

Les joints en silicone thermoconducteurs se subdivisent en de nombreuses sous-catégories, chacune ayant ses propres caractéristiques.

2. Joints non siliconés  

Le joint non siliconé est un matériau à haute conductivité thermique, auto-adhésif des deux côtés, et présente une faible résistance thermique et de bonnes caractéristiques d'isolation électrique sous une faible force de compression lorsqu'il est utilisé dans l'assemblage de composants électroniques. Il peut fonctionner de manière stable à -40℃~150℃. Répond aux exigences du grade ignifuge UL94V0.

Mécanisme de conductivité thermique du gel de silice thermoconducteur

La conductivité thermique du gel de silice thermoconducteur dépend de l'interaction entre le polymère et la charge thermoconductrice. Les différents types de charges ont des mécanismes de conductivité thermique différents.

1. La conductivité thermique du métal d'apport              

La conductivité thermique des charges métalliques est principalement due au mouvement des électrons, et le processus de mouvement des électrons s'accompagne d'un transfert de chaleur élevé.

2. La conductivité thermique de la charge non métallique

La conductivité thermique des charges non métalliques repose principalement sur la conductivité thermique des phonons, et son taux de diffusion thermique dépend principalement de la vibration des atomes voisins ou des groupes de liaison. Y compris les oxydes métalliques, les nitrures métalliques et les carbures.

Comment utiliser le film silicone thermoconducteur ?

Le film silicone thermoconducteur est généralement ajouté à la conception structurelle et à la conception du matériel et des circuits dès les premières étapes de la conception.

Les facteurs à prendre en compte sont la conductivité thermique, la structure, la compatibilité électromagnétique, l'absorption des vibrations et du bruit, le test d'installation, etc.

1. Choisir une solution de dissipation thermique excessive : les produits électroniques sont aujourd'hui de plus en plus courts et minces, l'utilisation générale de la dissipation thermique passive, la solution traditionnelle du dissipateur thermique est la principale ; la tendance actuelle est d'éliminer le dissipateur thermique, l'utilisation d'un dissipateur thermique structurel (support métallique, coquille métallique) ;

Ou bien la solution des dissipateurs de chaleur et la combinaison du programme des pièces structurelles de dissipation de la chaleur ; en fonction des exigences et des environnements des différents systèmes, choisissez la meilleure solution rentable.

2. Si le programme du dissipateur thermique est, il n'est pas recommandé d'utiliser directement l'adhésif double face à faible conductivité thermique ; il n'est pas non plus recommandé d'utiliser l'adhésif double face à faible conductivité thermique. graisse silicone thermoconductrice qui n'a pas de fonction d'absorption des chocs ; il est recommandé d'utiliser un crochet en métal ou une punaise en plastique, de choisir une épaisseur de 0,5 mm de film de silicone thermoconducteur avec l'utilisation de ces deux programmes faciles à installer et à utiliser.

Mais la colle ne peut pas non plus être utilisée, l'effet de dissipation de la chaleur de transfert sera bien meilleur que celui de l'adhésif double face à conductivité thermique, plus sûr et plus fiable. Le coût total, y compris le prix unitaire, la main-d'œuvre et l'équipement, sera plus compétitif.

3. Le choix des pièces structurelles de dissipation de la chaleur classe de dissipation de la chaleur, il est nécessaire de considérer les pièces structurelles de dissipation de la chaleur dans la surface de contact de la structure de la forme de la saillie locale, de l'évitement local, etc. silicone thermoconducteur pour choisir un bon équilibre.

Si le processus le permet, il est recommandé de ne pas choisir un film silicone thermoconducteur particulièrement épais. Il est généralement recommandé d'utiliser un adhésif simple face pour faciliter l'opération et de coller la face adhésive sur la structure de dissipation de la chaleur ;

Il convient ici de choisir un bon taux de compression afin de garantir une certaine pression au film de silicone thermoconducteur.

L'épaisseur du film de silicone thermoconducteur doit être supérieure à l'écart théorique entre la structure de dissipation de la chaleur et la source de chaleur, généralement de 1 à 2 mm de plus.

Le choix des éléments de la structure de dissipation de la chaleur doit également être pris en compte dans la disposition du circuit imprimé de l'emplacement des composants, hey, ht et la forme du boîtier, vous pouvez placer certaines sources de chaleur régulièrement, ce qui réduit le coût des éléments de la structure de dissipation de la chaleur.

Comment choisir un film silicone thermoconducteur？ ?

Sélection de la conductivité thermique

Le choix de la conductivité thermique dépend principalement de la taille de la source de chaleur, de la consommation d'énergie, ainsi que de la taille du dissipateur thermique ou de la structure thermique de la capacité de dissipation de la chaleur.

Les paramètres généraux de spécification de la température des puces sont relativement bas, ou plus sensibles à la température, ou la densité du flux thermique est relativement importante (généralement supérieure à 0,6w/cm3 et nécessitant un traitement de dissipation thermique, la surface générale est inférieure à 0,04w/cm2 et ne nécessite qu'un traitement par convection naturelle) ; ces puces ou sources de chaleur doivent faire l'objet d'un traitement de dissipation thermique et essayer de choisir un film de silicone thermoconducteur à coefficient élevé de conductivité thermique.

L'industrie de l'électronique grand public n'autorise généralement pas une température de jonction de la puce supérieure à 85 degrés, il est également recommandé de contrôler la surface de la puce lors du test à haute température à moins de 75 degrés, l'ensemble des composants de la carte étant également des composants de qualité commerciale, il est recommandé que la température interne du système à température ambiante ne dépasse pas 50 degrés.

La première apparence de la surface ou le client final par la surface peut entrer en contact avec la température recommandée à la température ambiante doit être inférieure à 45 degrés. Le choix d'un film silicone thermoconducteur à conductivité thermique élevée permet de répondre aux exigences de conception et de préserver une certaine marge de conception.

Note Densité du flux de chaleur : est définie comme la quantité de chaleur traversant une section transversale par unité de surface (1 mètre carré) et par unité de temps (1 seconde).

La température de jonction est généralement plus élevée que la température du boîtier et la température de la surface du dispositif. La température de jonction permet de mesurer le temps nécessaire à la dissipation de la chaleur entre la plaquette de semi-conducteur et l'enveloppe du boîtier, ainsi que la résistance thermique.

Les facteurs affectant la conductivité thermique du silicone thermique

1. Le type et les caractéristiques du matériau de la matrice polymère

La conductivité thermique exceptionnelle du matériau de la matrice est très élevée, meilleure est la dispersion de la charge dans la matrice et meilleure est la combinaison de la matrice et de la charge, meilleure est la conductivité thermique du matériau composite thermoconducteur.

2. Type de produit de remplissage                

Plus la conductivité thermique de la charge est élevée, meilleure est la conductivité thermique des matériaux d'interface thermique composites thermoconducteurs.

3. Forme de la charge                

D'une manière générale, l'ordre de facilité de formation d'un chemin de conductivité thermique est le suivant : chenille > fibre > flocon > granule ; plus la charge est facile à former un chemin de conductivité thermique, meilleure est la conductivité thermique.

4. Le contenu de la charge                

La distribution de la charge dans le polymère détermine la conductivité thermique du composite. Lorsque la teneur en charge est faible, l'effet de conductivité thermique n'est pas évident ; lorsque la teneur en charge est trop élevée, les propriétés mécaniques du matériau composite sont fortement affectées.

Lorsque la teneur en charge augmente jusqu'à une certaine valeur, les charges interagissent les unes avec les autres pour former une chaîne de réseau thermoconducteur en forme de filet ou de chaîne dans le système, et la conductivité thermique est meilleure lorsque la direction de la chaîne de réseau thermoconducteur est cohérente avec la direction du flux de chaleur. Par conséquent, il existe une valeur critique de la quantité de charge thermoconductrice.

5. Caractéristiques d'adhérence de l'interface entre le matériau de remplissage et le substrat                 

Plus le degré de combinaison de la charge et du substrat est élevé, meilleure est la conductivité thermique, la sélection d'un agent de couplage approprié pour le traitement de surface de la charge, et l'excellente conductivité thermique peut être augmentée de 10% -20%.