隨著電子技術的進步,IGBT模塊的小型化和集成化趨勢愈發(fā)明顯。這種趨勢帶來了芯片“熱失效”的問題,降低了芯片的運行效率,進而影響整個設備的工作效率和可靠性。因此,選擇合適的TIM材料來降低芯片溫度變得尤為重要。目前,TIM材料基本上是復合材料,由高分子基體和導熱填料組成。在導熱填料中,球形氧化鋁因其穩(wěn)定的相和批量化生產集成優(yōu)勢,成為了首選。
IGBT模塊的散熱設計目標是根據傳熱學原理,為功率器件設計一個熱阻盡可能低的通路,以便快速散發(fā)器件的熱能,保證器件運行時的內部溫度保持在允許范圍內。TIM材料是一種復合材料,其中的導熱填料種類繁多,包括碳材料、金屬顆粒及其氧化物、氮化物等。這些材料可以在基體中形成良好的導熱通道,從而提高聚合物的導熱性能。Cu、Al、Ag等金屬顆粒是常見的導熱填料,它們能顯著提高復合材料的熱導率,但會降低復合材料的絕緣性能和介電擊穿電壓。因此,金屬顆粒不能用作電氣絕緣領域的填料。與金屬相比,碳基材料具有更高的導熱性、耐腐蝕性和低的熱膨脹系數,如石墨、石墨烯、碳納米管、碳纖維、金剛石等。碳基填料在較低負荷下更容易獲得較高的導熱系數,但其分散性是應用中需要解決的問題。陶瓷填料主要包括氧化物填料、氮化物填料和碳化物填料,它們缺乏自由電子,傳熱主要通過聲子進行,因此在導熱和絕緣復合材料方面應用最為廣泛。球形填料如球形氧化鋁具有較高的粘度滲透閾值和較低比表面積,以及優(yōu)異的可分散性,在TIM材料中不僅可以有效連接填料表面的接觸點形成導熱通路,提高傳熱效率,還可以增加復合材料的強度,降低應力集中的可能性,改善復合材料的力學性能,以及提高導熱復合材料的后續(xù)加工處理能力。
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由于無機填料分散在有機聚合物基體中,會產生大量填料/聚合物界面。由于無機顆粒與聚合物的性質不同,兩種材料的界面相容性不佳。如果不對顆粒表面進行改性處理,聚合物中易產生團聚體,直接影響無機顆粒的分散,從而降低復合材料的導熱性能。
4. 進一步填充粉體材料填料會破壞基膠基體的連續(xù)性,導致灌封膠的拉伸強度和斷裂延伸率下降,但可以提高復合材料的熱穩(wěn)定性和降低熱膨脹系數。因此,粉體級配后使用是最優(yōu)選擇。
導熱粉的復配過程涉及相關專業(yè)技術,并且過程復雜。對于沒有專業(yè)設備和技術的個人或企業(yè)來說,直接復配高質量的導熱粉可能存在一定的挑戰(zhàn)。東超新材料等專業(yè)公司可以提供一站式解決方案,包括導熱粉的復配、粉末表面改性,技術支持和應用指導,確??蛻裟軌颢@得符合特定應用需求的導熱材料。
東超新材料作為專業(yè)的導熱材料制造商,其提供的導熱粉解決方案可能包括以下幾個方面:
1. 技術支持:可以根據具體需求,提供個性化的技術支持和解決方案。擁有豐富的經驗和專業(yè)知識,能夠幫助選擇合適的導熱粉類型、粒徑和填充量,以確保材料滿足特定的導熱性能要求。
2. 產品定制:可以根據應用場景和性能要求,定制生產滿足特定導熱性能的導熱粉。提供多種導熱填料,如氧化鋁、氮化鋁、碳化硅等,可以根據需求進行混合和調整,以達到最佳的導熱性能。
3. 應用指導:在產品交付后,還可以提供應用指導,幫助客戶正確使用導熱粉,確保其性能得到充分發(fā)揮。提供詳細的操作指南和注意事項,幫助客戶了解如何將導熱粉與基體材料混合,以及如何處理混合后的材料。
4. 售后服務:提供完善的售后服務,包括產品性能跟蹤和問題解決,確保客戶在使用過程中無后顧之憂。承諾對產品質量負責,并提供技術支持和售后服務,以幫助解決在使用過程中遇到的問題。
導熱粉解決方案,可以省去自行復配的麻煩,直接獲得高質量的導熱材料,從而快速實現其產品的熱管理需求。這不僅節(jié)省了時間和精力,還能夠確保材料的性能和質量達到預期目標。
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