Hoja de silicona térmicaSe trata de un material dieléctrico térmico sintetizado a través de un proceso especial con silicona como sustrato, añadiendo óxidos metálicos y otros materiales auxiliares. en la industria, también conocido como almohadilla de silicona térmica, película de silicona térmica, almohadilla térmica blanda, Junta de silicona térmica, etc., se produce especialmente para utilizar el esquema de diseño de transferencia de calor de la brecha, que Puede llenar la brecha, completar la transferencia de calor entre la parte caliente y la parte disipadora de calor, pero también desempeñar un papel de aislamiento, amortiguación, sellado, etc., puede cumplir con los requisitos de diseño de miniaturización y ultradelgada del equipo, es muy artesanal y útil, y el espesor es amplio, un excelente material de relleno térmico.
Hoja de silicona térmica
En el proceso de producción de láminas de silicona conductoras de calor, los principales pasos del proceso de producción son: preparación de materias primas → refinación plástica, mezcla → sulfuración de moldeo → reparación y Corte → inspección, etc. A continuación se presenta brevemente el proceso de producción de la película de silicio térmico:
1. preparación de materias primas
La conductividad térmica del silicio orgánico ordinario suele ser de solo unos 0,2w / M · K. Sin embargo, la mezcla de rellenos conductores de calor en silicona ordinaria puede mejorar su conductividad térmica. Los rellenos conductores de calor comunes son óxidos metálicos (como al2o3, mgo, beo, etc.), Nitruros metálicos (como sin, aln, bns, etc.). La conductividad térmica del relleno no solo está relacionada con el material en sí, sino también con la distribución del tamaño de las partículas, la morfología, el contacto de la interfaz y el grado de unión dentro de la molécula del relleno térmico. En general, Los rellenos conductores de calor en forma de fibra o lámina tienen un mejor efecto térmico.
2. refinación plástica y mezcla
La plastificación y la mezcla son un proceso de procesamiento de silicona, que se refiere al uso de métodos mecánicos o químicos para reducir el peso molecular y la viscosidad del caucho crudo para mejorar su plasticidad y obtener la fluidez adecuada para satisfacer las necesidades de procesamiento posterior de la mezcla y la formación. Las materias primas para la producción de películas de silicio térmico generalmente se destruyen mediante agitación mecánica de alta velocidad. Después de la mezcla de colores, las láminas de varios colores se han cambiado de silicona blanca lechosa.
3. sulfuro de moldeo
Si se quiere hacer una película de silicona térmica suave, elástica y resistente a la tracción, lo que se necesita es silicona orgánica que ha sido sulfurada por segunda vez. La sulfuración en realidad también se puede llamar solidificación. Después de la primera fase de calentamiento y moldeo de silicona térmica líquida, su densidad de enlace cruzado no es suficiente, por lo que su reacción de sulfuración adicional puede aumentar la resistencia a la tracción, la resiliencia, la dureza, el grado de hinchazón, la densidad y la estabilidad térmica de la película de silicona térmica que se mejora considerablemente en comparación con la sulfuración primaria. Si no se realiza la sulfuración secundaria, tal vez las hojas de silicona térmica producidas se vean afectadas en cierta medida en sus propiedades y no se obtengan productos con mejores propiedades. Los parámetros del producto después de la sulfuración primaria no son los mismos que los parámetros de la sulfuración secundaria, lo que también está relacionado con el proceso de operación real y los pasos.
4. reparación y Corte
Después del tratamiento de alta temperaturaHoja de silicona térmicaEs necesario colocarlo durante un tiempo para que se enfríe naturalmente y se corte en diferentes tamaños y especificaciones, sin que se puedan utilizar otros métodos de enfriamiento rápido. De lo contrario, afectará directamente las propiedades del producto de la almohadilla de silicona térmica.
5. pruebas de productos terminados
Entre ellos, los principales elementos que deben detectarse en el producto terminado incluyen: conductividad térmica, rango de temperatura, resistencia al volumen, resistencia al voltaje, resistencia a la llama, resistencia a la tracción, dureza, espesor, etc.
Ventajas de la película de silicio térmico
1. el material es más suave, tiene buenas propiedades de compresión, buena conductividad térmica y aislamiento, y el rango ajustable de espesor es relativamente grande, adecuado para llenar la cavidad, con adherencia natural en ambos lados, fuerte operatividad y mantenimiento;
2. el objetivo principal de la selección de películas de silicona térmica es reducir la resistencia térmica de contacto generada entre la superficie de la fuente de calor y la superficie de contacto del disipador de calor, y las hojas de silicona térmica pueden llenar bien la brecha entre la superficie de contacto;
3. debido a que el aire es un mal conductor de calor, obstaculizará seriamente la transmisión de calor entre las superficies de contacto, y la instalación de láminas de silicona conductoras de calor entre la fuente de calor y el disipador de calor puede exprimir el aire de la superficie de contacto;
4. con el complemento de la película de silicio térmico, se puede hacer un mejor contacto completo entre la fuente de calor y el disipador de calor, y realmente lograr un contacto cara a Cara. La reacción a la temperatura puede alcanzar una diferencia de temperatura lo más pequeña posible;
5. la conductividad térmica de la película de silicio térmico es ajustable y la estabilidad térmica es mejor;
6. cerrar la diferencia de trabajo técnico en la estructura de las hojas de silicona térmica y reducir los requisitos de diferencia de trabajo técnico de los radiadores y las piezas estructurales de disipación de calor;
7. las hojas de silicona térmica tienen propiedades aislantes (esta característica requiere agregar materiales adecuados a la producción);
8. las hojas de silicona conductoras de calor tienen el efecto de absorción de impactos y sonido;
9. las hojas de silicona térmica tienen la conveniencia de instalar, probar y reutilizar.
Las desventajas de la película de silicio térmico
Grasa de silicona relativamente térmica,Hoja de silicona térmicaHay las siguientes deficiencias:
1. aunque la conductividad térmica es mayor que la grasa de silicona térmica, la resistencia térmica también es mayor que la silicona térmica;
2. el proceso de película de silicio térmico con un espesor inferior a 0,5 mm es complejo y la resistencia térmica es relativamente alta;
3. las grasas de silicona conductoras de calor tienen un mayor rango de resistencia a la temperatura, que conducen la grasa de silicona térmica - 60 ℃ ~ 300 ℃ y las pastillas de silicona conductoras de calor - 50 ℃ ~ 220 ℃, respectivamente;
4. precio: la grasa de silicona térmica se ha utilizado comúnmente, el precio es bajo, las hojas de silicona térmica se utilizan principalmente en productos electrónicos delgados, pequeños y de precisión, como computadoras portátiles, el precio es ligeramente más alto.
Campo de aplicación de la película de silicio térmico
◆ uso en la industria LED
● La película de silicio térmico se utiliza entre el sustrato de aluminio y el disipador de calor
● película de silicio térmico para uso entre el sustrato de aluminio y la carcasa
◆ industria de la energía
Con conducción térmica entre tubos mos, transformadores (o condensadores / inductores pfc) y disipadores de calor o carcasas
◆ industria de las comunicaciones
● conducción térmica y disipación de calor del producto entre el IC de la placa base y el disipador de calor o la carcasa
● conducción térmica y disipación de calor entre el IC DC - DC del decodificador y la carcasa
◆ aplicaciones en la industria electrónica automotriz
Las aplicaciones de la industria electrónica automotriz (como balastros de lámparas de xenón, sonido, productos de la serie de vehículos, etc.) se pueden utilizar en láminas de silicona térmicas.
◆ aplicación de PDP / televisión LED
Conducción térmica entre el IC del amplificador de potencia, el IC del decodificador de imagen y el disipador de calor (carcasa)
◆ industria de electrodomésticos
Microondas / aire acondicionado (entre el IC de potencia del motor del ventilador y la carcasa) / horno electromagnético (entre el Termistor y el disipador de calor)
Selección de películas de silicio térmico
◆ selección de conductividad térmica
La elección de la conductividad térmica depende principalmente del consumo de energía de la fuente de calor y la capacidad de disipación de calor del disipador de calor o la estructura de disipación de calor. En general, las especificaciones de temperatura de los chips son relativamente bajas, o son más sensibles a la temperatura, o la densidad de flujo de calor es relativamente grande (generalmente más de 0,6 W / cm3 requiere tratamiento de disipación de calor, generalmente cuando la superficie es inferior a 0,04 W / cm2, solo se necesita tratamiento de convección natural) estos chips o fuentes de calor necesitan tratamiento de disipación de calor, y tratar de elegir láminas de silicona térmica con alta conductividad térmica.
La industria de la electrónica de consumo generalmente no permite que la temperatura de Unión del chip sea superior a 85 grados, y también se recomienda controlar que la superficie del chip sea inferior a 75 grados durante la prueba de alta temperatura, y los componentes de toda la tarjeta de tablero básicamente utilizan componentes comerciales, por lo que se recomienda que la temperatura interna del sistema no supere los 50 grados a temperatura ambiente. La primera superficie exterior, o la superficie en la que el cliente final puede entrar en contacto, se recomienda que la temperatura sea inferior a 45 grados a temperatura ambiente. La selección de láminas de silicona conductoras de calor con alta conductividad térmica puede cumplir con los requisitos de diseño y conservar algunos márgenes de diseño.
Nota: flujo de calor: se define como el calor que pasa por unidad de tiempo (1 segundo) en una sección transversal por unidad de superficie (1 metro cuadrado). La temperatura de unión suele ser superior a la temperatura de la carcasa y la temperatura de la superficie del dispositivo. La temperatura de Unión puede medir el tiempo de disipación de calor y la resistencia térmica desde la obleas semiconductoras hasta la carcasa del dispositivo encapsulado.
◆ factores que afectan la conductividad térmica del gel de silicona térmico
1. tipos y características de los materiales de matriz de polímeros
La conductividad térmica del material de base es súper alta, cuanto mejor sea la dispersión del relleno en la matriz y mejor sea el grado de unión entre la matriz y el relleno, mejor será la conductividad térmica del material compuesto de conducción térmica.
2. tipos de rellenos
Cuanto mayor sea la conductividad térmica del relleno, mejor será la conductividad térmica del compuesto térmico.
3. forma del relleno
En términos generales, el orden en el que se forman fácilmente las rutas de conducción de calor es de bigote > fibra > escamas > partículas. cuanto más fácil sea el relleno para formar rutas de conducción de calor, mejor será la conductividad térmica.
4. contenido del relleno
La distribución de los rellenos en los polímeros determina la conductividad térmica de los materiales compuestos. Cuando el contenido del relleno es pequeño, el efecto de conducción térmica no es obvio; Cuando hay demasiados rellenos, las propiedades mecánicas de los materiales compuestos se verán muy afectadas. Cuando el contenido del relleno aumenta a un cierto valor, la interacción entre los rellenos forma una cadena de red térmica similar a una red o cadena en el sistema, y cuando la dirección de la cadena de red térmica es la misma que la dirección del flujo de calor, la conductividad térmica es la mejor. Por lo tanto, existe un cierto valor crítico en la cantidad de rellenos conductores de calor.
5. características de Unión de la interfaz entre el relleno y el material de base
Cuanto mayor sea el grado de Unión del relleno con la matriz, mejor será la conductividad térmica. al seleccionar el agente de acoplamiento adecuado para el tratamiento de la superficie del relleno, la conductividad térmica puede aumentar entre un 10% y un 20%.
Método de instalación de película de silicio térmico
1. mantenga la superficie final limpia con la película de silicona térmica para evitar la suciedad en la película de silicona térmica, y la autoadhesión y la conductividad térmica sellada de la película de silicona térmica sucia empeorarán.
2. al quitar la película de silicona térmica, la película de silicona térmica de gran área debe ser capturada desde el centro, y la captura de la película térmica de menor área no es necesaria, porque la fuerza desigual de las grandes hojas de silicona térmica puede causar deformación, afectar las operaciones posteriores e incluso dañar la película de silicona.
3. tome la hoja en la mano izquierda y retire una de las películas protectoras de desprendimiento en la mano derecha. No se puede quitar la película protectora en ambos lados al mismo tiempo, reducir el número y el área de contacto directo con la película de silicona térmica, y mantener la autoadhesión y la conductividad térmica de la película de silicona térmica sin daños.
4. arrancar una cara de la película protectora hacia el disipador de calor y alinear primero la película de silicio térmico con el disipador de calor. Al bajar lentamente la hoja de silicona térmica. Hay que tener cuidado de evitar la generación de burbujas.
5. si se produce una burbuja en la operación, se puede levantar un extremo de la película de silicio para repetir los pasos anteriores, o borrar suavemente la burbuja con la ayuda de herramientas, la fuerza no debe ser demasiado grande para evitar daños a la película de silicio térmico.
6. arrancar la otra película protectora, ponerla en el disipador de calor, arrancar la última película protectora con poca fuerza para evitar tensión o tirar de la hoja de silicona térmica.
7. después de sujetar o usar una hoja de silicona térmica de alta adherencia, aplique cierta presión sobre el disipador de calor y almacénelo durante un período de tiempo para garantizar que la película de silicona térmica se fije bien.
En resumen, el efecto de disipación de calor de las láminas de silicona térmica es muy bueno, y durante la instalación de las láminas de silicona térmica, se recomienda tener cuidado y no ser impetuoso, lo que resulta en burbujas y daños en las láminas de silicona térmica, de lo contrario se pierde dinero y se retrasa el tiempo.
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