Tepelně vodivé silikonové materiály

SILCOTHERM® Tepelně vodivé materiály

 

Tepelně vodivé silikonové materiály

Heat sink RTV siliconeSilikonovým polymerům a elastomerům jsou vlastní některé základní fyzické vlastnosti, zejména pak:

  • Široký rozsah provozních teplot -115 až + 300ºC
  • Vynikající dielektrické vlastnosti
  • Pružnost
  • Tvrdost v rozsahu od měkkých gelů až ke středně tvrdým pryžím
  • Odolnost UV záření
  • Dobrá chemická odolnost
  • Odolnost vůči vlhkosti a vodě
  • Žádná nebo velmi nízká toxicita
  • Snadnost použití

Tyto přirozené vlastnosti mohou být dále vylepšeny použitím plniv a chemických aditiv tak, aby splňovaly parametry požadované zákazníkem, včetně samozhášivosti, tepelné vodivosti, elektrické vodivosti a adheze. Výběrem polymerů a plniva je také možné upravovat viskozitu a reologii, a také výslednou tvrdost a moduly vytvrzené hmoty. Řízení režimu vytvrzení a rychlosti vytvrzování lze dosáhnout pomocí silikonového chemického procesu vytvrzování při použití tepla anebo pokojové teploty (RTV). Silikony mohou být dodávány jako jednosložkové nebo dvousložkové. Zkrátka silikonové zalévací hmoty jsou velmi univerzální a poskytují designerům širokou nabídku produktů.

 

Typy silikonových tepelně vodivých materiálů

Použitím silikonových polymerů pak můžeme formulovat celou řadu materiálů, které kromě schopnosti převádět teplo, budou mít také některé další funkce, které budou ku prospěchu designera. Umíme vyrobit tři základní typy silikonového materiálu:

  • Silikonová lepidla
  • Zalévací a pouzdřicí hmoty
  • Nevytvrzující směsi
  • Gap fillery

 

Silicone heat transfer adhesive

Silikonová lepidla

Zjevné výhody má tepelně vodivé lepidlo, které Vám umožní trvale spojení vaší součástky k nějaké formě chladiče a odstraní potřebu případného dalšího mechanického upevnění. To také zabrání možnosti pohybu a vytvoření vzduchové mezery, která může snížit výkon. Tyto produkty mohou být také použity k vytvoření těsnění (viz samostatný list na FIPG těsnění), které nejen odvádí teplo, ale také vytvoří těsnění proti vlhkosti a dalším látkám okolního prostředí.

Dle požadavků můžeme upravovat fyzikální vlastnosti, jako jsou: reologie, viskozita, tvrdost, barva, atd., tak, aby splňovaly specifické požadavky na konstrukci.

Použitím tekutého jednosložkového lepidla je možno aplikovat nátěr s tepelně vodivými vlastnostmi. Tento postup lze úspěšně použít ke krytí zadní strany LED obrazovky čímž nabízí jak ochranu proti vlivům prostředí, tak účinně odvádí teplo z diod.

Pokud bude lepidlo ve styku s citlivými kovy, jako je např. měď, je naprosto nezbytné, aby nevznikly žádné korozivní vedlejší produkty, jako jsou kyselina octová. Společnost ACC vyvinula řadu neutrálních vytvrzovacích lepidel (AS1400, AS1700 a AS1800).

Pro další informace týkající se výhod a vhodnosti určitých vytvrzovacích procesů naleznete na stránce silikonového lepidla (Silicone adhesive page).

 

Silicone encapsulant

Zalévací a pouzdřicí hmoty

Používání tepelně vodivé zalévací hmoty se stalo velmi atraktivní možností, jak odvést teplo z několika částí v rámci jednoho zařízení. Výběr vhodného tekutého silikonu usnadní odstranění všech vzduchových mezer uvnitř a v okolí různých komponentů, čímž se zefektivní odvod nežádoucího tepla.

Kromě odvádění tepla silikonové zalévací hmoty poskytují také ochranu před nepříznivými vlivy prostředí, vibracemi a teplotními výkyvy. Použitím silikonového chemického procesu můžeme vyrobit různé zalévací hmoty s různými fyzikálními vlastnostmi. Zvláštního zájmu se nyní dostává při novém vývoji tepelně vodivých gelů, které snižují mechanické namáhání citlivých součástí.

Typické aplikace těchto hmot zahrnují výrobu automobilové elektroniky, pouzdření a zalévaní LED, zdrojů energie. Kromě poskytnutí ochrany vlastnímu zařízení zalévací hmoty také mohou poskytovat další funkce, jako například přenos tepla nebo světelného toku.

Zalévací a pouzdřicí materiály mohou být dodávány buď jako jednosložkové nebo dvousložkové systémy.

Technický personál společnosti ACC Silicones má mnoho let zkušeností s konkrétními aplikacemi a bude Vám rád nápomocen při výběru vhodného materiálu. Více informací naleznete na stránce silikonové zalévací hmoty (Silicones encapsulation page).

  

Nevytvrzující materiály - pasty

Silikonové tepelně vodivé pasty se vyznačují tím, že se nevytvrdí, nejsou přilnavé a zachovají si své fyzikální vlastnosti – podobně jako vazelíny. Hlavním důvodem při výběru pasty než lepidla je možnost snadné opravy součástky. Za normálních okolností by součástka držela na místě díky určitého mechanického upevnění, zatímco pasta je použita ke zvýšení odvodu tepla. Tyto silikonové pasty jsou práce stabilní a odolávají přiměřeně vysoké teplotě.

Pro více informací o těchto směsích přejděte na stránku o silikonových vazelínách grease/compound pages.

 

GAP Fillery

Jsou tepelně vodivé materiály na silikonové bázi, dvousložkové, mísené v poměru 1:1. Jejich pastovitá forma je předurčuje k vytváření pružných tepelných spojení elektronických sestav. Vytvrzují se do formy měkké pryže, materiál zůstává pružný a umožňuje dobrý přenos tepla mezi součástkami či sestavami DPS a chladičem nebo jinými součástkami. Materiál se lehce aplikuje a představuje velmi efektivní způsob přenosu tepla mezi nerovnými povrchy, kdy odstraňuje vzduchové mezery bránící odvodu tepla vzniklého na součástkách. Jsou dodávány v Semco twin kartuších společně se statickým mixérem pro ruční použití nebo v nádobách pro nanášení automatem.

Gap fillery jsou používány v aplikacích se širokou tolerancí rozměrů mezer mezi DPS či součástkami a chladičem. V některých oblastech se může šířka mezery blížit nule, v jiných místech může mít několik milimetrů. Jejich použití je nanejvýš vhodné oproti použití tvrdé podložky, která by mechanickým namáháním vzniklým tepelnou dilatací mohla poškodit buď DPS nebo jiné citlivé součástky.

Výhodou použití Gap fillerů, nanášených ve formě tekutých past, je schopnost přesně nanést materiál na potřebná místa na různé tloušťky mezer, a z toho vyplývající komerční i technické výhody. V případě potřeby je možné materiál mechanicky odstranit a tím zajistit opravitelnost zařízení.

 

 

 

ACC Silicones Ltd, Amber House, Showground Rd, Bridgwater, TA6 6AJ
Tel: +44 (0) 1278 411400 Fax: +44 (0) 1278 411444