"기존의 열 전도성 소재는 대부분 Ag, Cu, A1과 같은 금속과 A12O3, MgO, BeO와 같은 금속 산화물 및 흑연, 카본 블랙, Si3N4, A1N과 같은 기타 비금속 소재입니다.

산업 생산과 과학 기술의 발전으로 사람들은 열전도성 소재에 대한 새로운 요구 사항을 제시하며 소재의 전반적인 성능이 우수하기를 희망했습니다.

예를 들어 전기전자 분야에서는 집적 기술과 조립 기술의 급속한 발전으로 전자 부품과 논리 회로의 부피가 수천 배로 줄어들어 열전도율이 높은 단열재가 필요해졌습니다.

최근 수십 년 동안 고분자 소재의 응용 분야가 확대되고 있으며, 전통 산업에서 사용되는 다양한 소재, 특히 금속 소재를 합성 고분자 소재로 대체하는 것이 전 세계 과학 연구 노력의 방향 중 하나가 되었습니다."

열 전도성 실리콘 필름이란 무엇인가요?

열전도성 실리콘 필름은 실리콘을 기본 재료로 하고 금속 산화물 등 다양한 보조 재료를 특수 공정으로 합성한 일종의 열전도성 매체 소재입니다.

열 전도성 실리콘 고무 는 실리콘 수지를 접착 재료로 사용하고 열 전도성 분말을 채워 열 전도성 목적을 달성하는 고분자 복합 재료입니다.

일반적으로 사용되는 열 전도성 실리콘 필름 매트릭스 재료 및 필러

실리콘 수지(기본 원료)

1. 단열 열 전도성 필러: 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 질화 붕소, 질화 알루미늄, 산화 베릴륨, 석영 및 기타 실리콘 가소제

2. 난연제: 수산화마그네슘, 수산화알루미늄

3. 무기 착색제(색상 구분)

4. 가교제(본딩 성능 요구 사항)

5. 촉매(공정 성형 요구 사항)

참고: 열전도 실리콘 필름은 열 전도성 역할을 하여 발열체와 방열판 사이에 양호한 열 경로를 형성하고 방열판, 구조 고정 장치(팬) 등을 함께 구성하여 방열판 모듈을 형성합니다.

필러에는 다음과 같은 금속 및 무기 필러가 포함됩니다.

1. 금속 분말 필러: 구리 분말. 알루미늄 분말. 철 분말. 주석 분말. 니켈 분말 등

2. 금속 산화물: 알루미늄 산화물. 비스무트 산화물. 베릴륨 산화물. 산화 마그네슘. 산화 아연.

3. 금속 질화물: 질화 알루미늄. 질화 붕소. 실리콘 질화물.

4. 무기 비금속: 흑연. 실리콘 카바이드. 탄소 섬유. 탄소 나노 튜브. 그래핀. 베릴륨 카바이드 등

열 전도성 실리카겔의 분류

열 전도성 실리콘은 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 열 전도성 실리콘 개스킷 및 비실리콘 개스킷. 대부분의 열 전도성 실리카겔의 전기 절연 성능은 궁극적으로 필러 입자의 절연 성능에 의해 결정됩니다.

1. 열 전도성 실리콘 개스킷

열 전도성 실리콘 개스킷은 여러 가지 하위 카테고리로 세분화되며 각기 다른 특성을 가지고 있습니다.

2. 비실리콘 개스킷  

비실리콘 개스킷은 열전도율이 높은 소재로 양면이 자체 접착되며 전자 부품 조립에 사용할 경우 낮은 압축력에서도 낮은 열저항과 우수한 전기 절연 특성을 보입니다. 40℃~150℃에서 안정적으로 작동할 수 있습니다. UL94V0 난연 등급 요건을 충족합니다.

열 전도성 실리카겔의 열 전도성 메커니즘

열 전도성 실리카겔의 열 전도성은 폴리머와 열 전도성 필러 간의 상호 작용에 따라 달라집니다. 필러의 종류에 따라 열 전도성 메커니즘이 다릅니다.

1. 금속 필러의 열 전도성              

금속 필러의 열전도도는 주로 전자의 이동에 의한 것이며, 전자가 이동하는 과정에는 높은 열의 전달이 수반됩니다.

2. 비금속 필러의 열 전도성

비금속 필러의 열전도도는 주로 포논 열전도도에 의존하며, 열 확산 속도는 주로 인접 원자 또는 결합 그룹의 진동에 따라 달라집니다. 금속 산화물, 금속 질화물 및 탄화물이 포함됩니다.

열 전도성 실리콘 필름은 어떻게 사용하나요?

열 전도성 실리콘 필름은 일반적으로 설계 초기 단계에서 구조 설계와 하드웨어 및 회로 설계에 추가됩니다.

고려해야 할 요소는 열전도율 고려, 구조적 고려, EMC 고려, 진동 및 흡음 고려, 설치 테스트 등입니다.

1. 과도한 방열 솔루션 선택: 전자 제품은 이제 짧고 얇은 추세로, 수동 방열의 일반적인 사용, 전통적인 방열판 솔루션이 주요; 이제 추세는 방열판을 제거하고 구조 방열판(금속 브래킷, 금속 쉘)을 사용하는 것입니다;

또는 방열판 솔루션과 방열 구조 부품 프로그램을 조합하여 다양한 시스템 요구 사항과 환경에서 가장 비용 효율적인 솔루션을 선택할 수 있습니다.

2. 방열판 프로그램인 경우 양면 접착제의 열전도율이 낮은 접착제를 직접 사용하지 않는 것이 좋습니다. 열 전도성 실리콘 그리스 충격 흡수 기능이 없는 금속 후크업 또는 플라스틱 푸시핀을 사용하여 작동하는 것이 좋으며, 설치 및 작동이 쉬운 0.5mm 두께의 열전도성 실리콘 필름을 선택하는 것이 좋습니다.

그러나 접착제로는 사용할 수 없으며 열 전도성 양면 접착제보다 방열 효과가 훨씬 우수하고 더 안전하고 신뢰할 수 있습니다. 단가, 인력 및 장비를 포함한 총 비용이 더 경쟁력이 있습니다.

3. 방열 구조 부품 클래스 방열의 선택은 공정의 구조 및 크기에서 국부 돌출, 국부 회피 등의 형태의 구조의 접촉 표면에서 방열 구조 부품을 고려해야합니다. 열 전도성 실리콘 필름을 사용하여 균형을 맞출 수 있습니다.

공정이 허용하는 조건에서 특히 두꺼운 열 전도성 실리콘 필름을 선택하지 않는 것이 좋습니다. 여기에서는 일반적으로 작업의 편의를 위해 단면 접착제를 사용하고 접착면을 방열 구조에 붙이는 것이 좋습니다;

특히 열 전도성 실리콘 필름에 일정한 압력을 가할 수 있도록 압축 비율을 잘 선택해야 합니다.

열 전도성 실리콘 필름의 두께는 방열 구조와 열원 사이의 이론적 간격보다 커야 하며, 일반적으로 1mm - 2mm 이상이어야 합니다.

방열 구조 부품의 선택은 구성 요소 위치의 PCB 레이아웃에서도 고려해야하며, 헤이, ht 및 패키지 형태로 일부 열원을 정기적으로 배치하여 방열 구조 부품의 비용을 줄일 수 있습니다.

열 전도성 실리콘 필름을 선택하는 방법?

열 전도성 선택

열전도율의 선택은 주로 열원 소비 전력의 크기와 방열판의 크기 또는 방열 용량의 열 구조에 따라 달라집니다.

일반적인 칩 온도 사양 매개 변수가 상대적으로 낮거나 온도에 더 민감하거나 열 흐름 밀도가 상대적으로 크거나 (일반적으로 0.6w / cm3 이상은 방열 처리가 필요하고 일반 표면은 0.04w / cm2 미만은 자연 대류 처리 만 필요합니다) 이러한 칩 또는 열원은 방열 처리해야하며 열 전도성 실리콘 필름의 높은 열전도율을 선택하려고 노력합니다.

가전 산업은 일반적으로 칩 접합 온도를 85도 이상으로 허용하지 않으며 고온 테스트에서 칩 표면을 75도 미만으로 제어하는 것이 좋으며 전체 보드 구성 요소도 기본적으로 상용 등급 구성 요소이므로 상온에서 시스템의 내부 온도는 50도를 초과하지 않는 것이 좋습니다.

표면의 첫 번째 외관 또는 표면에 의한 최종 고객이 실온에서 권장 온도에 접촉할 수 있는 온도는 45도 미만이어야 합니다. 열 전도성이 높은 열 전도성 실리콘 필름을 선택하면 설계 요구 사항을 충족하고 설계 마진을 보존할 수 있습니다.

열 흐름 밀도에 유의하세요: 는 단위 시간(1초) 당 단위 면적(1제곱미터) 당 단면을 통과하는 열의 양으로 정의됩니다.

접합 온도는 일반적으로 케이스 온도와 디바이스 표면 온도보다 높습니다. 접합 온도는 반도체 웨이퍼에서 패키지 디바이스 셸로 열을 방출하는 데 필요한 시간과 열 저항을 측정할 수 있습니다.

열 실리콘의 열전도율에 영향을 미치는 요인

1. 폴리머 매트릭스 재료의 유형 및 특성

매트릭스 재료의 뛰어난 열전도율은 매우 높으며, 매트릭스 내 필러의 분산이 우수하고 매트릭스와 필러의 조합이 우수할수록 열전도성 복합 재료의 열전도율이 향상됩니다.

2. 필러 유형                

필러의 열 전도성이 높을수록 열 전도성 복합 열 인터페이스 재료의 열 전도성이 향상됩니다.

3. 필러의 모양                

일반적으로 열전도 경로를 형성하기 쉬운 순서는 위스커 > 섬유 > 플레이크 > 과립 순이며, 필러가 열전도 경로를 형성하기 쉬울수록 열전도율이 우수합니다.

4. 필러의 내용물                

폴리머 내 필러의 분포에 따라 복합재의 열전도도가 결정됩니다. 필러 함량이 적으면 열 전도성 효과가 분명하지 않고, 필러가 너무 많으면 복합 재료의 기계적 특성에 큰 영향을 미칩니다.

필러 함량이 특정 값으로 증가하면 필러는 서로 상호 작용하여 시스템에서 그물 모양 또는 사슬 모양의 열전도 네트워크 사슬을 형성하고 열전도 네트워크 사슬의 방향이 열 흐름 방향과 일치 할 때 열 전도성이 가장 좋습니다. 따라서 열 전도성 필러의 양에 대한 임계값이 있습니다.

5. 필러와 기판 재료 인터페이스의 접착 특성                 

필러와 기판의 조합 정도가 높을수록 열전도율이 향상되고 필러의 표면 처리에 적합한 결합제를 선택하면 우수한 열전도율을 10% -20%까지 높일 수 있습니다.