"Geleneksel termal iletken malzemeler çoğunlukla Ag, Cu, A1 gibi metaller ve A12O3, MgO, BeO gibi metal oksitler ve grafit, karbon siyahı, Si3N4, A1N gibi diğer metalik olmayan malzemelerdir.

Endüstriyel üretimin ve bilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte, insanlar malzemelerin mükemmel genel performansa sahip olmasını umarak termal olarak iletken malzemeler için yeni gereksinimler ortaya koydular.

Örneğin, elektrik ve elektronik alanında, entegrasyon teknolojisi ve montaj teknolojisinin hızlı gelişimi nedeniyle, elektronik bileşenlerin ve mantık devrelerinin hacmi binlerce kat azalmıştır, bu da yüksek termal iletkenlik yalıtım malzemeleri gerektirir.

Son yıllarda, polimer malzemelerin uygulama alanı genişlemekte ve geleneksel endüstrilerde kullanılan çeşitli malzemelerin, özellikle de metal malzemelerin sentetik polimer malzemelerle değiştirilmesi, dünyanın bilimsel araştırma çabalarının yönlerinden biri haline gelmiştir."

Termal olarak iletken silikon film nedir?

Termal iletken silikon film, temel malzeme olarak silikon ve metal oksitler gibi çeşitli yardımcı malzemelerle özel bir işlemle sentezlenen bir tür termal iletken ortam malzemesidir.

Termal iletken silikon kauçuk bağlayıcı malzeme olarak silikon reçine içeren ve termal iletkenlik amacına ulaşmak için termal iletken toz ile doldurulmuş bir polimer kompozit malzemedir.

Yaygın olarak kullanılan termal iletken silikon film matris malzemeleri ve dolgu maddeleri

Silikon reçine (temel hammaddeler)

1. İzolasyon termal iletkenlik dolgusu: alüminyum oksit, magnezyum oksit, bor nitrür, alüminyum nitrür, berilyum oksit, kuvars ve diğer silikon plastikleştiriciler

2. Alev geciktirici: magnezyum hidroksit, alüminyum hidroksit

3. inorganik renklendirici madde (renk ayrımı)

4. çapraz bağlama maddesi (yapıştırma performansı gereksinimleri)

5. Katalizör (proses kalıplama gereksinimleri)

Not: Isı iletimli silikon film, termal iletkenlik rolünü oynar, ısıtma gövdesi ile ısı emici arasında iyi bir termal yol oluşturur ve ısı emici, yapısal sabitlemeler (fan) vb. birlikte bir ısı emici modülü oluşturur.

Dolgu maddeleri aşağıdaki metal ve inorganik dolgu maddelerini içerir.

1. Metal tozu dolgusu: bakır tozu. Alüminyum tozu. Demir tozu. Kalay tozu. Nikel tozu vb.

2. Metal oksitler: alüminyum oksit. Bizmut oksit. Berilyum oksit. Magnezyum oksit. Çinko oksit.

3. Metal nitrürler: alüminyum nitrür. Bor nitrür. Silisyum nitrür.

4. İnorganik metal olmayan: grafit. Silisyum karbür. Karbon fiber. Karbon nanotüpler. Grafen. Berilyum karbür, vb.

Termal olarak iletken silika jelin sınıflandırılması

Termal olarak iletken silikonlar aşağıdakilere ayrılabilir termal olarak i̇letken si̇li̇kon contalar ve silikon olmayan contalar. Termal olarak iletken silika jelin büyük çoğunluğunun elektriksel yalıtım performansı, nihai olarak dolgu partiküllerinin yalıtım performansı ile belirlenir.

1. Termal olarak iletken silikon contalar

Termal olarak iletken silikon contalar, her biri farklı özelliklere sahip birçok alt kategoriye ayrılır.

2. Silikon olmayan contalar  

Silikon olmayan conta, her iki tarafı kendinden yapışkanlı, yüksek ısı iletkenliğine sahip bir malzemedir ve elektronik bileşen montajında kullanıldığında düşük sıkıştırma kuvveti altında düşük ısı direnci ve iyi elektriksel yalıtım özellikleri gösterir. 40℃ ~ 150℃'de kararlı bir şekilde çalışabilir. UL94V0 alev geciktirici sınıfının gereksinimlerini karşılayın.

Termal iletken silika jelin termal iletkenlik mekanizması

Termal olarak iletken silika jelin termal iletkenliği, polimer ve termal olarak iletken dolgu maddesi arasındaki etkileşime bağlıdır. Farklı türdeki dolgu maddeleri farklı termal iletkenlik mekanizmalarına sahiptir.

1. Metal dolgu maddesinin ısıl iletkenliği              

Metal dolgunun termal iletkenliği esas olarak elektron hareketi ile gerçekleşir ve elektron hareketi sürecine yüksek ısı transferi eşlik eder.

2. Metalik olmayan dolgu maddesinin ısıl iletkenliği

Metalik olmayan dolgu maddelerinin termal iletkenliği esas olarak fonon termal iletkenliğine dayanır ve termal difüzyon hızı esas olarak komşu atomların veya bağ gruplarının titreşimine bağlıdır. Metal oksitler, metal nitrürler ve karbürler dahil.

Termal iletken silikon film nasıl kullanılır?

Termal iletken silikon film genellikle tasarımın erken aşamasında yapısal tasarıma ve donanım ve devre tasarımına eklenir.

Dikkate alınması gereken faktörler, termal iletkenlik değerlendirmesi, yapısal değerlendirme, EMC değerlendirmesi, titreşim ve ses emilimi değerlendirmesi, kurulum testi vb.

1. Aşırı ısı dağılımı çözümü seçin: elektronik ürünler artık kısa ve ince eğilime, pasif ısı dağılımının genel kullanımına, geleneksel ısı emici çözümü ana; şimdi eğilim ısı emiciyi ortadan kaldırmak, yapısal ısı emici (metal braket, metal kabuk) kullanmaktır;

Veya ısı alıcıları çözümü ve ısı dağıtımı yapısal parçaları program kombinasyonu; farklı sistem gereksinimleri ve ortamlarında, en uygun maliyetli çözümü seçin.

2. Isı emici programı ise, çift taraflı yapıştırıcının düşük termal iletkenliğinin doğrudan kullanılması önerilmez; ayrıca termal olarak iletken silikon gres Şok emme işlevi olmayan; çalıştırmak için metal kanca veya plastik raptiye kullanılması önerilir, kurulumu ve çalıştırması kolay bu iki programın kullanımıyla 0,5 mm kalınlığında termal olarak iletken silikon film seçin.

Ancak tutkal tarafından da kullanılamaz, transfer ısı yayma etkisi termal iletken çift taraflı yapıştırıcıdan çok daha iyi, daha güvenli ve güvenilir olacaktır. Birim fiyat, insan gücü ve ekipman dahil olmak üzere toplam maliyet daha rekabetçi olacaktır.

3. Isı dağıtımı yapısal parçalarının seçimi sınıf ısı dağıtımı, yerel çıkıntı, yerel kaçınma vb. şeklindeki yapının temas yüzeyindeki ısı dağıtımı yapısal parçalarının, işlemin yapısında ve boyutunda dikkate alınması gerekir. termal olarak iletken silikon iyi bir denge seçmek için film.

Sürecin izin vermesi koşuluyla, özellikle kalın bir termal iletken silikon film seçilmemesi önerilir. Burada genellikle işlem kolaylığı için tek taraflı yapışkan kullanılması ve yapışkan tarafın ısı dağıtma yapısına yapıştırılması tavsiye edilir;

Burada, termal olarak iletken silikon filme belirli bir basınç sağlamak için özellikle iyi bir sıkıştırma oranı seçmeliyiz.

Termal olarak iletken silikon filmin kalınlığı, ısı yayma yapısı ile ısı kaynağı arasındaki teorik boşluktan daha büyük olmalıdır, genellikle 1 mm - 2 mm daha fazla.

Isı yayma yapısı parçalarının seçimi, bileşenlerin konumunun PCB düzeninde de dikkate alınmalıdır, hey, ht ve paket formu, bazı ısı kaynaklarını düzenli olarak yerleştirerek ısı yayma yapısı parçalarının maliyetini düşürebilirsiniz.

Termal iletken silikon film nasıl seçilir？

Termal iletkenlik seçimi

Termal iletkenlik seçimi, esas olarak ısı kaynağı güç tüketiminin boyutunun yanı sıra ısı emicinin boyutuna veya ısı yayma kapasitesinin termal yapısına bağlıdır.

Genel çip sıcaklığı spesifikasyon parametreleri nispeten düşüktür veya sıcaklığa daha duyarlıdır veya ısı akış yoğunluğu nispeten büyüktür (genellikle 0.6w / cm3'ten büyük ısı dağıtma işlemi yapılması gerekir, genel yüzey 0.04w / cm2'den azdır, sadece doğal konveksiyon işlemine ihtiyaç duyar olabilir) bu çiplerin veya ısı kaynaklarının ısı dağıtma işlemi olması ve termal iletken silikon filmin yüksek bir termal iletkenlik katsayısı seçmeye çalışması gerekir.

Tüketici elektroniği endüstrisi genellikle çip bağlantı sıcaklığının 85 dereceden yüksek olmasına izin vermez, ayrıca yüksek sıcaklık testinde çip yüzeyinin 75 derecenin altında kontrol edilmesi önerilir, tüm kart bileşenleri de temelde ticari sınıf bileşenlerdir, bu nedenle sistemin oda sıcaklığındaki iç sıcaklığının 50 dereceyi geçmemesi önerilir.

Yüzeyin ilk görünümü veya son müşteri tarafından yüzeye temas edebilmesi için oda sıcaklığında önerilen sıcaklık 45 dereceden az olmalıdır. Yüksek termal iletkenliğe sahip termal olarak iletken bir silikon film seçmek, tasarım gereksinimlerini karşılayabilir ve bazı tasarım marjlarını koruyabilir.

Not Isı akış yoğunluğu: birim zamanda (1 saniye) birim alan (1 metrekare) başına bir kesitten geçen ısı miktarı olarak tanımlanır.

Bağlantı sıcaklığı genellikle kasa sıcaklığından ve cihaz yüzey sıcaklığından daha yüksektir. Bağlantı sıcaklığı, ısının yarı iletken gofretten paket cihaz kabuğuna yayılması için gereken süreyi ve termal direnci ölçebilir.

Termal silikonun termal iletkenliğini etkileyen faktörler

1. Polimer matris malzemesinin türü ve özellikleri

Matris malzemesinin olağanüstü ısıl iletkenliği çok yüksektir, dolgu maddesinin matris içindeki dağılımı ne kadar iyi olursa ve matris ile dolgu maddesinin kombinasyonu ne kadar iyi olursa, termal olarak iletken kompozit malzemenin ısıl iletkenliği o kadar iyi olur.

2. Dolgu maddesi tipi                

Dolgu maddesinin termal iletkenliği ne kadar yüksekse, termal olarak iletken kompozit termal arayüz malzemelerinin termal iletkenliği o kadar iyi olur.

3. Dolgu maddesinin şekli                

Genel olarak, kolay termal iletkenlik yolu oluşturma sırası bıyık > elyaf > pul > granül şeklindedir, dolgu maddesinin termal iletkenlik yolu oluşturması ne kadar kolaysa, termal iletkenlik o kadar iyi olur.

4. Dolgu maddesinin içeriği                

Polimer içindeki dolgu maddesinin dağılımı kompozitin termal iletkenliğini belirler. Dolgu maddesi içeriği az olduğunda, termal iletkenlik etkisi belirgin değildir; dolgu maddesi çok fazla olduğunda, kompozit malzemenin mekanik özellikleri büyük ölçüde etkilenecektir.

Dolgu maddesi içeriği belirli bir değere yükseldiğinde, dolgu maddeleri sistemde ağ benzeri veya zincir benzeri bir termal iletken ağ zinciri oluşturmak için birbirleriyle etkileşime girer ve termal iletken ağ zincirinin yönü ısı akış yönüyle tutarlı olduğunda termal iletkenlik en iyisidir. Bu nedenle, ısıl iletken dolgu maddesi miktarının kritik bir değeri vardır.

5. Dolgu ve alt tabaka malzemesi arayüzeyinin yapışma özellikleri                 

Dolgu maddesi ve alt tabaka kombinasyonunun derecesi ne kadar yüksek olursa, termal iletkenlik o kadar iyi olur, dolgu maddesinin yüzey işlemi için uygun bir bağlayıcı maddenin seçimi ve mükemmel termal iletkenlik 10% -20% ile artırılabilir.