Condutividade térmica do silicone

Com o rápido desenvolvimento de indústrias como veículos de nova energia, 5G, Big Data, condução autónoma, Internet das Coisas (IoT) e inteligência industrial, a procura por materiais termicamente condutores também aumentou acentuadamente. 

 

Quantos tipos de materiais de silicone termicamente condutores existem?

1. Folha de silicone termicamente condutora

2. Graxa de silicone termicamente condutora

3. Fita de silicone termicamente condutora

4. Fita de silicone termicamente condutora

5. Materiais de Mudança de Fase Termicamente Condutores

6. Preenchedor de espaços termicamente condutor

7. Composto de encapsulamento de alta condutividade térmica

8. Adesivo termicamente condutor

Categorias diferentes de materiais de silicone termicamente condutivo

1. Folha de silicone termicamente condutivo

(Também chamado de almofada de silicone termicamente condutora, folha de silicone termicamente condutora)

 

Possui boa condutividade térmica e resistência de pressão de alto grau, atendendo à procura atual por materiais termicamente condutores na indústria eletrónica, sendo a melhor alternativa binária à pasta térmica de graxa de silicone e às folhas de mica para o sistema de arrefecimento. Este tipo de produto é fácil de instalar, propício à produção automatizada e manutenção do produto, sendo um novo material com grande qualidade técnica e praticidade.

 

A espessura e dureza da folha de silicone termicamente condutora podem ser ajustadas de acordo com diferentes projetos, permitindo que a estrutura de dissipação de calor e a tolerância dimensional do chip sejam preenchidas no canal de condução térmica, reduzindo os requisitos de tolerância para a superfície de contacto do dissipador de calor no design estrutural, especialmente porque a diferença em planicidade e rugosidade aumentaria consideravelmente o custo do produto se a precisão de maquinação fosse melhorada. Assim, a folha de silicone termicamente condutora pode aumentar totalmente a área de contacto entre os componentes geradores de calor e o radiador, transferindo o fluxo de calor e reduzindo o custo de produção do dissipador.

2. Graxa de silicone termicamente condutivo 

A graxa de silicone termicamente condutora é um objeto viscoso branco ou cinzento com certa viscosidade, sem granularidade aparente, não tóxico, inodoro, não corrosivo, com propriedades químicas e físicas estáveis e excelente condutividade térmica, isolamento elétrico, resistência a altas temperaturas, resistência ao envelhecimento e resistência à água.

 

Possui baixa separação de óleo (tende a zero) e excelente resistência às intempéries (incluindo resistência a altas e baixas temperaturas, água, ozono, condições atmosféricas, etc.), podendo ser utilizada por longos períodos numa faixa de temperatura de -30°C a 150°C, e mesmo em temperaturas superiores a +200°C, ainda mantém a molhabilidade da superfície de contacto.

3. Fita de silicone termicamente condutivo

É amplamente utilizado na ligação entre dispositivos de potência e dissipadores de calor que extraem calor, podendo realizar simultaneamente as funções de condutividade térmica, isolamento e fixação.

4. Fita de silicone termicamente condutivo

Elastômero de polímero de silicone com fibra de vidro como material de polímero base para reforço, também conhecido como pano de silicone termicamente condutor ou pano de silicone resistente a rasgos, este pano de silicone pode efetivamente reduzir a resistência térmica entre componentes eletrônicos e dissipadores de calor, além de oferecer isolamento elétrico, com alta rigidez dielétrica, boa condutividade térmica, alta resistência química, podendo suportar alta tensão e evitar curto-circuito causado por perfuração de peças metálicas.

 

O material de mudança de fase termicamente condutor utiliza as propriedades do substrato para sofrer uma mudança de fase na temperatura de trabalho, permitindo assim que o material se ajuste mais precisamente à superfície de contato e também obtenha uma resistência térmica ultrabaixa para uma transferência de calor mais completa.

5. Materiais de Mudança de Fase Termicamente Condutivos

Utiliza as características do material base para sofrer uma mudança de fase na temperatura de trabalho, de modo que o material possa se ajustar melhor à superfície de contato. Ao mesmo tempo, também é obtida uma resistência térmica ultrabaixa, e a transferência de calor é realizada de forma mais completa.

6. Espessante condutivo térmico

(Gel termicamente condutor, recheio termicamente condutor)

 

Os recheios de vão termicamente condutores são projetados para otimizar o controle de dosagem, alcançar propriedades térmicas e mecânicas superiores e oferecer benefícios altamente desenvolvidos. Por ser dosificado em estado líquido para preencher vãos, o material exerce pouco estresse na peça durante a montagem. Os recheios de vão termicamente condutores podem ser usados para unir e revestir as topografias mais complexas e superfícies multicamadas, fornecendo cobertura de espessura ilimitada para topografias irregulares de placas de circuito.

Recheio termicamente condutor

7. Composto de encapsulamento de alta condutividade térmica

É uma borracha de silicone do tipo adição de dois componentes, que é composta por duas partes de líquidos A e B. Após mistura na proporção correta, reage e cura em um elastômero de alto desempenho. Fornece excelente dissipação de calor e proteção de encapsulamento à prova de umidade para componentes da placa de circuito.

Silicone de encapsulamento termicamente condutor

8. Adesivo termicamente condutivo

A borracha de silicone de cura à temperatura ambiente de um componente tem excelente aderência a superfícies de metal, plástico e cerâmica após a cura. É amplamente usada no preenchimento e fixação de componentes eletrônicos e radiadores para melhorar a condutividade térmica e a estabilidade dos componentes, especialmente quando estruturas com fixação mecânica não podem ser realizadas.

Problemas Comuns

P1: A junta de silicone termicamente condutivo é adesiva?

A1: Almofadas de silicone termicamente condutoras estão disponíveis com ou sem adesivo.

P2: Como entender a “auto-adesão”?

A2: O componente de borracha contém adesivo, então o produto em si é auto-aderente. Para produtos com adesivo nas costas, a aderência da superfície do produto facilitará a montagem. No entanto, a resistência térmica do adesivo traseiro afetará a condutividade térmica do produto, enquanto o produto auto-aderente não terá o problema de aumento da resistência térmica devido ao adesivo traseiro. Em termos de resistência adesiva, a resistência do adesivo traseiro é maior do que a dos produtos auto-aderentes.

P3: Os produtos adesivos podem ser colados repetidamente?

A3: É necessário julgar se pode ser retrabalhado de acordo com as condições específicas. Se construído com cuidado, produtos aderentes geralmente podem ser reutilizados. No entanto, ao encontrar uma superfície de alumínio ou uma superfície galvanizada, deve-se tomar cuidado especial para evitar rasgos ou delaminação.

P4: Se a junta condutora de calor for auto-adesiva, será conveniente para reutilização?

A4: É necessário determinar se o tratamento da almofada termicamente condutora auto-aderente pode ser repetidamente colado de acordo com a superfície de ligação específica. Na maioria dos casos, pode ser reutilizada, mas ao encontrar uma superfície de alumínio ou superfície galvanizada, deve-se tomar cuidado especial para evitar rasgos ou delaminação. A almofada termicamente condutora com auto-aderência será mais facilmente reutilizada do que produtos com adesivo traseiro.

P5: Qual é o processo de produção de uma junta de silicone condutora de calor?

A5: Adicione pó termicamente condutor, retardante de chama e agente de cura ao óleo de silicone orgânico, misture e ajuste a cor por agitação, então faça vácuo para reduzir as bolhas no silicone, em seguida vulcanize em alta temperatura, resfrie e então realize corte e modelagem de revestimento de borracha; itens de teste do produto acabado incluem condutividade térmica, faixa de resistência à temperatura, resistividade volumétrica, resistência à tensão, retardância à chama, resistência à tração, dureza, espessura e outros parâmetros.

P6: Qual é o limite superior da temperatura normal de funcionamento da junta de silicone termicamente condutivo? Na temperatura máxima, por quanto tempo pode ficar exposta para manter o normal?

A6: De acordo com medições de condutividade térmica, o limite de temperatura para operação normal é de 250 graus por 5 minutos e 300 graus por 1 minuto.

P7: A junta de silicone termicamente condutivo ficará macia quando aquecida?

A7: Geralmente, em um ambiente de menos 60 graus a 200 graus, não haverá diferença significativa na dureza.

P8: A junta de silicone termicamente condutivo é isolante?

A8: É isolante, mas almofadas de silicone termicamente condutoras são apenas produtos de preenchimento de vão termicamente condutores, afinal, e não são recomendadas para ambientes de alta tensão.

P9: A junta de silicone termicamente condutivo causa vazamento de eletricidade?

A9: O óleo de silicone da própria folha de silicone é isolante, e o pó termicamente condutor e materiais auxiliares adicionados a ele também têm propriedades isolantes, portanto não haverá vazamento elétrico.

P10: Como usar uma junta de silicone termicamente condutivo?

A10: Mantenha limpa a superfície de contato entre a superfície de dissipação e a fonte de calor, retire a película de liberação que cobre a almofada de silicone termicamente condutora, coloque-a na fonte de dissipação de calor, pressione o dispositivo de dissipação e fixe-o.

Q11: As almofadas térmicas de sílica podem ser usadas em CPUs de notebooks?

A11: A almofada de silicone termicamente condutivo pode ser utilizada como meio de condução térmica para substituir a pasta térmica na CPU. No entanto, considerando a estrutura espacial e o esquema de dissipação de calor nos notebooks, a maioria dos notebooks no mercado ainda utiliza pasta de silicone tradicional como meio de condução térmica.

Q12: Qual é o preço da junta de silicone termicamente condutora?

A12: O preço da folha de sílica aumenta com o aumento da condutividade térmica e da espessura. Recomenda-se utilizar a folha de sílica tanto quanto possível para atender à condutividade térmica dos produtos eletrônicos. A espessura é controlada em 1,1 vezes a distância entre a fonte de calor e o radiador.

Q13: Qual é a vida útil das juntas de silicone termicamente condutoras?

A13: A maioria das almofadas de silicone termicamente condutivas tem uma validade de 1 ano após a produção, o que se baseia no fato de poderem ser removidas da embalagem. Recomenda-se utilizar as almofadas dentro de 6 meses após a produção, pois o adesivo traseiro afetará a validade das almofadas; além disso, a estabilidade das almofadas não se limita à validade, pois possuem excelente estabilidade térmica e resistência às intempéries.

Q14: Qual é o tempo de vida de uma junta de silicone termicamente condutora?

A14: A vida útil das almofadas de silicone termicamente condutivas é geralmente superior a dez anos. O filme de silicone é volátil, resistente ao envelhecimento, resistente a altas e baixas temperaturas, e possui efeitos de amortecimento de vibrações e isolamento, podendo atender plenamente à vida útil dos produtos eletrônicos.

 

Através das perguntas frequentes acima, relacionadas a todos para o filme de silicone termicamente condutivo, há uma certa compreensão. Lembro a atenção para: a escolha correta da almofada térmica é garantir que a chave do equipamento seja livre de vazamentos. Existem vários tipos de juntas disponíveis para a mesma condição de trabalho. As juntas devem ser selecionadas de forma adequada de acordo com as propriedades físicas do meio, pressão, temperatura e dimensões do equipamento, condições operacionais, duração do ciclo contínuo de operação, etc., a fim de evitar deficiências e aproveitar ao máximo as características das diversas juntas.