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深度解析導(dǎo)熱凝膠背后的控溫秘訣

深度解析導(dǎo)熱凝膠背后的控溫秘訣
中毅  2024-12-30  |  閱讀:1617

近年來電子信息化發(fā)展迅速,,各個(gè)元器件在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量也急劇增加,而過高的溫度會(huì)影響元器件運(yùn)轉(zhuǎn)效率和使用壽命,,甚至?xí)?dǎo)致元器件失效,,因此需要更高效的熱傳導(dǎo)介質(zhì)。在眾多的導(dǎo)熱材料中,,導(dǎo)熱硅膠片是應(yīng)用最廣的材料,,但對于凹凸不平的地方很難覆蓋,厚度選擇也有限制,,熱阻相對于液態(tài)硅膠較大,。而導(dǎo)熱凝膠可以解決這些問題。

10.jpg

導(dǎo)熱凝膠?,,也被稱為?導(dǎo)熱膏?或?導(dǎo)熱硅膠?,,是一種具有高導(dǎo)熱性的黏稠物質(zhì),廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的熱管理系統(tǒng)中?,。如計(jì)算機(jī)和服務(wù)器中的處理器,、顯卡等高性能元件,以及通訊設(shè)備中的基站和其他高功耗設(shè)備,。它通過填補(bǔ)電子元件和散熱器之間的微小縫隙,排除空氣這一熱的不良導(dǎo)體,,形成連續(xù)的導(dǎo)熱通道,,顯著提高熱量從熱源傳導(dǎo)到散熱器的效率?。


導(dǎo)熱凝膠通常由有機(jī)硅樹脂,、交聯(lián)劑,、導(dǎo)熱填料經(jīng)攪拌、混合,、包封固化而成,。它有單組分和雙組分兩種,。其中,雙組份導(dǎo)熱凝膠分為A組份和B組份,。A組份由有機(jī)硅樹脂,、交聯(lián)劑和填料組成,B組份由有機(jī)硅樹脂,、催化劑和填料組成,。兩者混合固化后成為導(dǎo)熱凝膠。


導(dǎo)熱凝膠的優(yōu)點(diǎn):

1,、導(dǎo)熱凝膠擁有低應(yīng)力,、高壓縮模量的特點(diǎn),可以壓縮成各種形狀,,最低可以壓縮到100-200μm,。另外,導(dǎo)熱凝膠擠出固化后的形狀不會(huì)變,,也不會(huì)流淌和塌陷,,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn);

2,、與電子產(chǎn)品組裝時(shí)有良好的接觸,,表現(xiàn)出較低的接觸熱阻和良好的電氣絕緣特性;

3、物理性質(zhì)受溫度影響不大,,可以在較寬的溫度范圍(-40℃~+200℃)內(nèi)使用,。


導(dǎo)熱凝膠解決方案

導(dǎo)熱凝膠有著優(yōu)越的熱傳遞性能,而導(dǎo)熱凝膠的混合脫泡則是保證其性能的一個(gè)關(guān)鍵因素,。如果導(dǎo)熱膠的兩種組分不能實(shí)現(xiàn)完全分散,,比如粉體殘留于容器底部,會(huì)影響單位體積內(nèi)AB膠的混合比例,,影響產(chǎn)品各方面的性能,。導(dǎo)熱凝膠主要是油和粉的組合,當(dāng)油和粉結(jié)合不好時(shí),,很容易分層(分離出來),。導(dǎo)熱凝膠的粉體固含量一般較高,高固含量材料分散過程中往往會(huì)產(chǎn)生較大熱量,,使材料粘度異于正常狀態(tài),,延長檢測時(shí)間,降低了配方開發(fā)效率,。 

針對導(dǎo)熱凝膠的分散問題,,首先,選擇合適的脫泡機(jī)。不同的脫泡機(jī)具有不同的特點(diǎn)和功能,。在選擇脫泡機(jī)時(shí),,要根據(jù)導(dǎo)熱凝膠的性質(zhì)和需要脫泡的程度來確定。不同的脫泡混合工藝和設(shè)備,,直接影響了材料的物理和化學(xué)性能,,這些性能決定了材料在工業(yè)中的具體應(yīng)用。

那么選擇一款符合應(yīng)用需求的脫泡機(jī)尤為關(guān)鍵,。中毅科技研發(fā)推出ZYMC-350VS 風(fēng)冷款真空攪拌脫泡機(jī)(又叫非介入式材料均質(zhì)機(jī))來進(jìn)行混合脫泡的方案,,ZYMC-350VS 風(fēng)冷款是一臺(tái)結(jié)合了公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn),、真空脫泡,、冷卻為一體的混合脫泡機(jī),同時(shí)具備控溫,、攪拌,、脫泡、測溫的功能,,滿足不同粘度的材料,,不破壞材料,還可以提高材料性能,,滿足更高標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用需求,。


攪拌脫泡機(jī)的工作原理

公轉(zhuǎn):承載器在設(shè)備腔體內(nèi)部以高速的速度圍繞中心軸進(jìn)行公轉(zhuǎn),利用產(chǎn)生的離心力,,使承載器內(nèi)部的材料沿矢量方向運(yùn)動(dòng),,向下擠壓,排出氣泡,。


自轉(zhuǎn):承載器自身進(jìn)行高速的自轉(zhuǎn),,在與公轉(zhuǎn)的作用力同時(shí)影響下,材料受合成力作用形成漩渦式流動(dòng),,進(jìn)行充分的攪拌,。

工作原理.jpg

脫泡:通過強(qiáng)大的離心力,將材料里面的氣泡壓到表面,,在輔以高度真空,,可把材料里面的氣泡徹底抽離。

0脫泡.jpg

冷卻:機(jī)器腔體內(nèi)部不斷循環(huán)注入冷空氣,,及時(shí)將材料因混合時(shí)摩擦產(chǎn)生的熱量帶走,,從而控制混合的溫度,提高材料混合的效率,、穩(wěn)定性,延長膠粘劑等材料的可操作時(shí)間。


實(shí)驗(yàn)案例

實(shí)驗(yàn)儀器:ZYMC-350VS 風(fēng)冷款

350vs.jpg

實(shí)驗(yàn)材料:導(dǎo)熱凝膠

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>均質(zhì)機(jī)混合導(dǎo)熱凝膠并減少混合過程中的溫升


實(shí)驗(yàn)步驟:

1,、準(zhǔn)備兩組相同的材料,,將材料液體組分和固體組分按同樣配比配比分別裝入兩個(gè)相同大小和材質(zhì)的料杯中。

2,、先使用ZYMC-350VS 標(biāo)準(zhǔn)款對其中一種材料進(jìn)行混合,,中低轉(zhuǎn)速持續(xù)混合九次(每次1min),材料混合1-2次后已無干粉整體均勻,,但混合后有明顯發(fā)熱,,混合九次后溫度達(dá)50℃以上。

3,、使用ZYMC-350VS 風(fēng)冷款用相同的參數(shù)將另一份材料混合九次,,材料混合1-2次后已無干粉整體均勻,混合三次時(shí)材料溫度逐漸穩(wěn)定在40度左右,,不會(huì)持續(xù)升高,。


實(shí)驗(yàn)圖片

標(biāo)準(zhǔn)款混合前后對比:

0標(biāo)準(zhǔn).jpg

風(fēng)冷款混合前后對比:

風(fēng)冷.jpg


實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)款:

01.png

風(fēng)冷款:

02.png

結(jié)果分析:

1、標(biāo)準(zhǔn)款與風(fēng)冷款機(jī)器都能迅速將材料混合均勻,;

2,、前四次混合時(shí)風(fēng)冷控溫與常規(guī)混合后材料的溫升差異較小(5度左右的溫差),,隨著混合次數(shù)延長,,風(fēng)冷的控溫效果逐漸明顯,風(fēng)冷組的材料逐漸穩(wěn)定在40度左右,; 

3,、混合九次后風(fēng)冷控溫比常規(guī)混合的材料溫升低12度左右,風(fēng)冷款控溫效果明顯,。

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