Από CPU σε IGBT:Θερμοδιαγωγική πάσταΟδηγός βελτιστοποίησης της επιλογής και της θερμικής διαχείρισης

Με τη συνεχή αύξηση της πυκνότητας ισχύος των ηλεκτρονικών συσκευών, η αποτελεσματική θερμική διαχείριση έχει καταστεί βασικός παράγοντας για τη διασφάλιση της αξιοπιστίας και της απόδοσης του συστήματος.Από την κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) των προσωπικών υπολογιστών έως τις IGBT στον τομέα της ηλεκτρονικής ισχύος, εάν η θερμότητα που παράγεται από τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας δεν μπορεί να εξαλειφθεί αμέσως, η θερμοκρασία θα αυξηθεί σημαντικά, γεγονός που θα επηρεάσει τις επιδόσεις του εξοπλισμού,να μειώσει τη διάρκεια ζωής τουΣε αυτό το πλαίσιο, τα υλικά θερμικής διεπαφής (TIM) ως βασικός κρίκος στην τροχιά θερμικής αγωγιμότητας έχουν αποκτήσει ολοένα και μεγαλύτερη σημασία.

Η θερμικά αγωγική σιλικόνη είναι ένας κοινός τύπος υλικού θερμικής διεπαφής, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στα συστήματα ψύξης διαφόρων ηλεκτρονικών συσκευών λόγω της εξαιρετικής θερμικής αγωγιμότητας του.βολική εφαρμογήΩστόσο, λόγω των διαφορετικών απαιτήσεων των διαφόρων σενάριων εφαρμογής, ηΗ επιστημονική επιλογή και χρήση θερμοοδηγούμενης σιλικόνης για την επίτευξη καλών αποτελεσμάτων θερμικής διαχείρισης παραμένει μια πρακτική πρόκληση για τους μηχανικούς.

Η θερμικά αγωγική σιλικόνη είναι ένα σύνθετο υλικό που μοιάζει με πάστα και αποτελείται από μια οργανική μήτρα σιλικόνης και ένα αγωγό γεμιστήρα.Η αρχή λειτουργίας του είναι να γεμίζει τα μικροσκοπικά κενά μεταξύ του αποθεματικού θερμότητας και του θερμαντικού στοιχείου, απομακρύνει τον αέρα μεταξύ των διεπαφών και δημιουργεί ένα αποτελεσματικό κανάλι αγωγίας θερμότητας.Οι βασικοί δείκτες απόδοσης της θερμοοδηγούσας σιλικόνης περιλαμβάνουν τη θερμική αγωγιμότητα (συνήθως σε εύρος από 1 έως 5 μm).2 έως 25 W/m·K), θερμική αντίσταση (που επηρεάζεται σημαντικά από το πάχος και την περιοχή επαφής), εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας (-40 °C έως 200 °C), διηλεκτρική αντοχή (σημαντική για εφαρμογές μόνωσης),και ρεολογικές ιδιότητες όπως ιξώδεςτητα και θικσοτροφία- στον τομέα των καταναλωτικών ηλεκτρονικών συσκευών, όπως η ψύξη CPU και GPU, λόγω περιορισμού χώρου και αισθητικών λόγων, χαμηλής ιξώδους,συχνά απαιτείται εύκολη στην εργασία θερμικά αγωγική σιλικόνη, με θερμική αγωγιμότητα συνήθως στην περιοχή 3-8 W/m·K.Αυτές οι εφαρμογές επικεντρώνονται επίσης ιδιαίτερα στην καθαρότητα και τη μη διάβρωση της σιλικόνης για να αποφευχθεί η βλάβη των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.Αντίθετα, οι βιομηχανικές εφαρμογές, όπως η ψύξη IGBT, αντιμετωπίζουν αυστηρότερες περιβαλλοντικές συνθήκες.που απαιτούν υλικό με υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα (συνήθως 5-12 W/m·K) και ευρύτερο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίαςΕπιπλέον,Οι ηλεκτρονικές συσκευές ισχύος απαιτούν συνήθως υλικά με εξαιρετικές ηλεκτρικές απομονωτικές επιδόσεις και μακροχρόνια σταθερότητα για να αντέξουν συνεχή θερμικό κύκλο και μηχανική πίεση..

Η θερμικά αγωγός σιλικόνη είναι βασικό υλικό για τη θερμική διαχείριση σε ηλεκτρονικές συσκευές.Η σωστή επιλογή και εφαρμογή αυτού του υλικού έχουν σημαντική επίδραση στις επιδόσεις και την αξιοπιστία των συσκευώνΣτο μέλλον, καθώς η πυκνότητα ισχύος των ηλεκτρονικών συσκευών συνεχίζει να αυξάνεται και τα σενάρια εφαρμογής γίνονται πιο ποικίλα,η τεχνολογία της θερμοοδηγούσας σιλικόνης θα αναπτυχθεί προς την κατεύθυνση της υψηλότερης θερμοοδηγικότητας, καλύτερη σταθερότητα, και μεγαλύτερη ευφυΐα.