"Tradycyjne materiały przewodzące ciepło to głównie metale, takie jak Ag, Cu, A1 i tlenki metali, takie jak A12O3, MgO, BeO oraz inne materiały niemetaliczne, takie jak grafit, sadza, Si3N4, A1N.

Wraz z rozwojem produkcji przemysłowej oraz nauki i technologii, ludzie przedstawili nowe wymagania dotyczące materiałów przewodzących ciepło, mając nadzieję, że materiały te będą miały doskonałą ogólną wydajność.

Na przykład w branży elektrycznej i elektronicznej, ze względu na szybki rozwój technologii integracji i montażu, objętość komponentów elektronicznych i układów logicznych została zmniejszona tysiące razy, co wymaga materiałów izolacyjnych o wysokiej przewodności cieplnej.

W ostatnich dziesięcioleciach zakres zastosowania materiałów polimerowych rozszerza się, a zastąpienie różnych materiałów stosowanych w tradycyjnych gałęziach przemysłu, zwłaszcza materiałów metalowych, syntetycznymi materiałami polimerowymi stało się jednym z kierunków światowych badań naukowych".

Czym jest przewodząca ciepło folia silikonowa?

Termoprzewodząca folia silikonowa jest rodzajem termoprzewodzącego materiału, który jest syntetyzowany w specjalnym procesie z silikonu jako materiału bazowego i różnych materiałów pomocniczych, takich jak tlenki metali.

Przewodząca ciepło guma silikonowa to polimerowy materiał kompozytowy z żywicą silikonową jako materiałem wiążącym i wypełniony proszkiem przewodzącym ciepło w celu osiągnięcia przewodności cieplnej.

Powszechnie stosowane termoprzewodzące silikonowe materiały matrycowe i wypełniacze

Żywica silikonowa (podstawowe surowce)

1. Wypełniacz przewodności cieplnej izolacji: tlenek glinu, tlenek magnezu, azotek boru, azotek glinu, tlenek berylu, kwarc i inne plastyfikatory silikonowe.

2. Środek zmniejszający palność: wodorotlenek magnezu, wodorotlenek glinu

3. nieorganiczny środek barwiący (rozróżnianie kolorów)

4. środek sieciujący (wymagania dotyczące wydajności wiązania)

5. katalizator (wymagania dotyczące procesu formowania)

Uwaga: Silikonowa folia przewodząca ciepło odgrywa rolę przewodnictwa cieplnego, tworząc dobrą ścieżkę termiczną między korpusem grzewczym a radiatorem, a radiator, elementy konstrukcyjne (wentylator) itp. tworzą razem moduł radiatora.

Wypełniacze obejmują następujące metalowe i nieorganiczne wypełniacze.

1. Metalowy wypełniacz proszkowy: proszek miedziany. Proszek aluminiowy. Proszek żelaza. Proszek cyny. Proszek niklu itp.

2. Tlenki metali: tlenek glinu. Tlenek bizmutu. Tlenek berylu. Tlenek magnezu. Tlenek cynku.

3. Azotki metali: azotek glinu. Azotek boru. Azotek krzemu.

4. Nieorganiczne niemetale: grafit. Węglik krzemu. Włókno węglowe. Nanorurki węglowe. Grafen. Węglik berylu itp.

Klasyfikacja żelu krzemionkowego przewodzącego ciepło

Silikony przewodzące ciepło można podzielić na Termoprzewodzące uszczelki silikonowe i uszczelki niesilikonowe. Wydajność izolacji elektrycznej zdecydowanej większości termoprzewodzącego żelu krzemionkowego jest ostatecznie określona przez wydajność izolacji cząstek wypełniacza.

1. Uszczelki silikonowe przewodzące ciepło

Termoprzewodzące uszczelki silikonowe dzielą się na wiele podkategorii, z których każda ma inną charakterystykę.

2. Uszczelki niesilikonowe  

Uszczelka niesilikonowa jest materiałem o wysokiej przewodności cieplnej, samoprzylepnym po obu stronach i wykazuje niską rezystancję termiczną i dobre właściwości izolacji elektrycznej przy niskiej sile ściskania podczas montażu elementów elektronicznych. Może pracować stabilnie w temperaturze -40 ℃ ~ 150 ℃. Spełnia wymagania klasy ognioodporności UL94V0.

Mechanizm przewodnictwa cieplnego termoprzewodzącego żelu krzemionkowego

Przewodność cieplna termoprzewodzącego żelu krzemionkowego zależy od interakcji między polimerem a termoprzewodzącym wypełniaczem. Różne rodzaje wypełniaczy mają różne mechanizmy przewodnictwa cieplnego.

1. Przewodność cieplna wypełniacza metalowego              

Przewodność cieplna wypełniacza metalowego polega głównie na ruchu elektronów, a procesowi ruchu elektronów towarzyszy przenoszenie dużej ilości ciepła.

2. Przewodność cieplna wypełniacza niemetalicznego

Przewodnictwo cieplne wypełniaczy niemetalicznych opiera się głównie na fononowym przewodnictwie cieplnym, a jego szybkość dyfuzji termicznej zależy głównie od wibracji sąsiednich atomów lub grup wiążących. W tym tlenki metali, azotki metali i węgliki.

Jak stosować silikonową folię termoprzewodzącą?

Termoprzewodząca folia silikonowa jest zazwyczaj dodawana do projektu strukturalnego oraz projektu sprzętu i obwodów na wczesnym etapie projektowania.

Czynniki, które należy wziąć pod uwagę, to przewodność cieplna, konstrukcja, kompatybilność elektromagnetyczna, wibracje i pochłanianie dźwięku, test instalacji itp.

1. Wybierz rozwiązanie nadmiernego rozpraszania ciepła: produkty elektroniczne są teraz krótkie i cienkie, ogólne zastosowanie pasywnego rozpraszania ciepła, tradycyjne rozwiązanie radiatora jest głównym; obecnie trendem jest wyeliminowanie radiatora, zastosowanie strukturalnego radiatora (metalowy wspornik, metalowa powłoka);

Lub rozwiązanie radiatorów i kombinacja programu części strukturalnych rozpraszających ciepło; w różnych wymaganiach systemowych i środowiskach wybierz najlepsze opłacalne rozwiązanie.

2. W przypadku programu radiatora nie zaleca się bezpośredniego stosowania kleju dwustronnego o niskiej przewodności cieplnej; nie zaleca się również stosowania kleju dwustronnego o niskiej przewodności cieplnej. Smar silikonowy przewodzący ciepło który nie ma funkcji pochłaniania wstrząsów; zalecane jest użycie metalowego zaczepu lub plastikowej szpilki do obsługi, wybierz grubość 0,5 mm przewodzącej ciepło folii silikonowej za pomocą tych dwóch programów łatwych w instalacji i obsłudze.

Ale również nie może być używany przez klej, efekt rozpraszania ciepła transferu będzie znacznie lepszy niż przewodzący ciepło dwustronny klej, bardziej bezpieczny i niezawodny. Całkowity koszt, w tym cena jednostkowa, siła robocza i sprzęt będą bardziej konkurencyjne.

3. Wybór rozpraszania ciepła części strukturalnych klasy rozpraszania ciepła, konieczne jest uwzględnienie rozpraszania ciepła części strukturalnych w powierzchni styku struktury w postaci lokalnego występu, lokalnego unikania itp. w strukturze procesu i wielkości rozpraszania ciepła. silikon przewodzący ciepło film, aby wybrać dobrą równowagę.

Pod warunkiem, że pozwala na to proces, zaleca się, aby nie wybierać szczególnie grubej przewodzącej ciepło folii silikonowej. W tym przypadku ogólnie zaleca się stosowanie jednostronnego kleju dla wygody obsługi i przyklejenie strony klejącej do struktury rozpraszającej ciepło;

W tym przypadku powinniśmy szczególnie wybrać dobry współczynnik kompresji, aby zapewnić określony nacisk na przewodzącą ciepło folię silikonową.

Grubość termoprzewodzącej folii silikonowej musi być większa niż teoretyczna szczelina między strukturą rozpraszającą ciepło a źródłem ciepła, zwykle 1 mm - 2 mm więcej.

Wybór części struktury rozpraszania ciepła powinien być również uwzględniony w układzie PCB lokalizacji komponentów, hej, ht i formy opakowania, można regularnie umieszczać niektóre źródła ciepła, zmniejszając koszt części struktury rozpraszania ciepła.

Jak wybrać termoprzewodzącą folię silikonową？

Wybór przewodności cieplnej

Wybór przewodności cieplnej zależy głównie od wielkości poboru mocy źródła ciepła, a także wielkości radiatora lub struktury termicznej zdolności rozpraszania ciepła.

Ogólne parametry specyfikacji temperatury chipa są stosunkowo niskie lub bardziej wrażliwe na temperaturę, lub gęstość przepływu ciepła jest stosunkowo duża (generalnie większa niż 0,6 W/cm3 wymaga obróbki rozpraszania ciepła, ogólna powierzchnia jest mniejsza niż 0,04 W/cm2 może wymagać jedynie naturalnego przetwarzania konwekcyjnego), te chipy lub źródła ciepła wymagają obróbki rozpraszania ciepła i starają się wybrać wysoki współczynnik przewodności cieplnej termoprzewodzącej folii silikonowej.

Przemysł elektroniki użytkowej generalnie nie zezwala na temperaturę złącza chipa wyższą niż 85 stopni, zaleca się również kontrolowanie powierzchni chipa w teście wysokotemperaturowym do mniej niż 75 stopni, całe komponenty płyty są również w zasadzie komponentami klasy komercyjnej, więc zaleca się, aby temperatura wewnętrzna systemu w temperaturze pokojowej nie przekraczała 50 stopni.

Pierwszy wygląd powierzchni lub klient końcowy może zetknąć się z zalecaną temperaturą w temperaturze pokojowej, która powinna być niższa niż 45 stopni. Wybór przewodzącej ciepło folii silikonowej o wysokiej przewodności cieplnej może spełnić wymagania projektowe i zachować pewien margines projektowy.

Uwaga Gęstość przepływu ciepła: jest definiowana jako ilość ciepła przepływającego przez przekrój poprzeczny na jednostkę powierzchni (1 metr kwadratowy) w jednostce czasu (1 sekunda).

Temperatura złącza jest zwykle wyższa niż temperatura obudowy i temperatura powierzchni urządzenia. Temperatura złącza może mierzyć czas wymagany do rozproszenia ciepła z płytki półprzewodnikowej do obudowy urządzenia i rezystancji termicznej.

Czynniki wpływające na przewodność cieplną silikonu termicznego

1. Rodzaj i charakterystyka materiału matrycy polimerowej

Wyjątkowa przewodność cieplna materiału matrycy jest bardzo wysoka, im lepsza dyspersja wypełniacza w matrycy i im lepsze połączenie matrycy i wypełniacza, tym lepsza przewodność cieplna termoprzewodzącego materiału kompozytowego.

2. Rodzaj wypełniacza                

Im wyższa przewodność cieplna wypełniacza, tym lepsza przewodność cieplna kompozytowych materiałów termoprzewodzących.

3. Kształt wypełniacza                

Ogólnie rzecz biorąc, kolejność łatwości tworzenia ścieżki przewodności cieplnej to wisker > włókno > płatek > granulka, im łatwiej wypełniacz tworzy ścieżkę przewodności cieplnej, tym lepsza przewodność cieplna.

4. Zawartość wypełniacza                

Rozkład wypełniacza w polimerze określa przewodność cieplną kompozytu. Gdy zawartość wypełniacza jest niewielka, efekt przewodności cieplnej nie jest oczywisty; gdy wypełniacz jest zbyt duży, właściwości mechaniczne materiału kompozytowego ulegną znacznemu pogorszeniu.

Gdy zawartość wypełniacza wzrasta do pewnej wartości, wypełniacze oddziałują ze sobą, tworząc w układzie sieciowy lub łańcuchowy łańcuch sieci przewodzącej ciepło, a przewodność cieplna jest najlepsza, gdy kierunek łańcucha sieci przewodzącej ciepło jest zgodny z kierunkiem przepływu ciepła. Dlatego też istnieje krytyczna wartość ilości wypełniacza przewodzącego ciepło.

5. Charakterystyka wiązania wypełniacza i interfejsu materiału podłoża                 

Im wyższy stopień połączenia wypełniacza i podłoża, tym lepsza przewodność cieplna, wybór odpowiedniego środka sprzęgającego do obróbki powierzchni wypełniacza, a doskonała przewodność cieplna może zostać zwiększona o 10% -20%.