Με την ταχεία επέκταση βιομηχανιών όπως η νέα ενέργεια, τα ηλεκτρικά οχήματα, οι επικοινωνίες 5G και οι ημιαγωγοί ισχύος, η ζήτηση για θερμικά αγώγιμα υλικά αυξάνεται με άνευ προηγουμένου ρυθμό. Η απόδοση των προϊόντων υλικών θερμικής διεπαφής-όπως τα θερμικά γράσα, τα θερμικά επιθέματα και οι θερμικά αγώγιμες ενώσεις γλάστρων-εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ποιότητα των θερμικά αγώγιμων πληρωτικών που περιέχουν. Στον πυρήνα της ποιότητας πλήρωσης βρίσκεται η τροποποίηση της επιφάνειας σε σκόνη.
Ωστόσο, πολλές εταιρείες εξακολουθούν να βασίζονται σε διαδικασίες τροποποίησης σχετικά ακατέργαστης σκόνης, οδηγώντας σε επίμονα ζητήματα όπως η κακή συνοχή του προϊόντος και η χαμηλή απόδοση παραγωγής. Η επιλογή του σωστού εξοπλισμού τροποποίησης έχει γίνει βασικός παράγοντας για τις εταιρείες θερμικών υλικών που επιδιώκουν να ενισχύσουν την ανταγωνιστικότητά τους.
Γιατί πρέπει να τροποποιηθούν τα θερμικά αγώγιμα υλικά πλήρωσης;
Τα θερμικά αγώγιμα πληρωτικά τυπικά περιλαμβάνουν ανόργανες σκόνες όπως αλουμίνα, νιτρίδιο αλουμινίου, νιτρίδιο του βορίου, οξείδιο ψευδαργύρου και πυρίτιο. Αυτές οι σκόνες είναι φυσικά υδρόφιλες, με αποτέλεσμα κακή συμβατότητα με μήτρες οργανικών πολυμερών όπως το καουτσούκ σιλικόνης και οι εποξειδικές ρητίνες. Η άμεση ανάμειξη συχνά οδηγεί στα ακόλουθα προβλήματα:
Περιορισμένη ικανότητα πλήρωσης και δυσκολία στην ενίσχυση της θερμικής αγωγιμότητας: Τα μη τροποποιημένα πληρωτικά παρουσιάζουν κακή διεπιφανειακή σύνδεση με τη μήτρα. Σε υψηλά επίπεδα πλήρωσης, το ιξώδες του συστήματος αυξάνεται απότομα, η ρευστότητα επιδεινώνεται και η επεξεργασία γίνεται δύσκολη, περιορίζοντας σοβαρά τη δυνατότητα βελτίωσης της θερμικής αγωγιμότητας.
Κακή διασπορά και ασυνεπής απόδοση προϊόντος: Τα πληρωτικά τείνουν να συσσωματώνονται εντός της μήτρας, προκαλώντας σημαντική διακύμανση κατά παρτίδα-σε-παρτίδα στη θερμική αντίσταση και μειώνοντας τον ρυθμό απόδοσης.
Χαμηλή απόδοση προσθέτων και υψηλό κόστος: Εάν ο τροποποιητής επιφάνειας δεν μπορεί να επικαλύψει ομοιόμορφα και σταθερά τα σωματίδια σκόνης, όχι μόνο είναι υψηλή η κατανάλωση προσθέτων, αλλά και το αποτέλεσμα τροποποίησης παραμένει ασταθές, αποτυγχάνοντας να καλύψει τις αυστηρές απαιτήσεις ποιοτικού ελέγχου των κατάντη πελατών.
Μετά την επαγγελματική τροποποίηση της επιφάνειας, η συμβατότητα μεταξύ των θερμικά αγώγιμων πληρωτικών και της μήτρας βελτιώνεται σημαντικά. Αυτό επιτρέπει υψηλότερες αναλογίες πλήρωσης, αυξάνοντας σημαντικά τη θερμική αγωγιμότητα με το ίδιο κόστος, ενώ παράλληλα βελτιώνει τη ρευστότητα επεξεργασίας και μειώνει το ιξώδες του συστήματος. Είναι ένα ουσιαστικό βήμα για τη βελτίωση της απόδοσης των θερμικών υλικών.
Σημεία πόνου στην τροποποίηση σκόνης για τη βιομηχανία θερμικής αγωγιμότητας
Ωστόσο, όταν χειρίζεστε ειδικά υλικά όπως θερμικά αγώγιμες σκόνες, που απαιτούν υψηλή σκληρότητα και καθαρότητα, συχνά προκύπτουν κοινά προβλήματα κατά τη διαδικασία τροποποίησης της σκόνης. Για μεταγενέστερες βιομηχανίες με αυστηρές απαιτήσεις για καθαρότητα υλικού και σταθερή απόδοση-όπως τα ηλεκτρονικά είδη και η νέα ενέργεια-αυτά τα προβλήματα μπορούν να επηρεάσουν σοβαρά την ποιότητα του προϊόντος.
Αποτυχία αφαίρεσης της επιφανειακής υγρασίας: Το προσροφημένο νερό στην επιφάνεια της σκόνης πριν από την τροποποίηση δεν αφαιρείται επαρκώς, επηρεάζοντας σοβαρά την αποτελεσματικότητα συγκόλλησης μεταξύ του τροποποιητή και της σκόνης και μειώνοντας τον ρυθμό ενεργοποίησης.
Ανεπαρκής χρόνος επαφής μεταξύ υλικού και πρόσθετων: Ο τροποποιητής δεν μπορεί να διεισδύσει πλήρως και να καλύψει την επιφάνεια της σκόνης, με αποτέλεσμα χαμηλό δείκτη ενεργοποίησης που δεν ανταποκρίνεται στις υψηλές-απαιτήσεις εφαρμογής.
Μη επιλυθείσα δευτερεύουσα συσσωμάτωση μετά την τροποποίηση: Εάν τα ψευδο-συσσωματώματα που σχηματίστηκαν κατά τη διαδικασία τροποποίησης δεν διασκορπιστούν αμέσως, η αποτελεσματικότητα της τροποποίησης μειώνεται σημαντικά, εμποδίζοντας την επακόλουθη διασπορά και χρήση.
Αποτυχία έγκαιρης ψύξης του υλικού μετά την τροποποίηση: Εάν η θερμοκρασία του υλικού παραμείνει υψηλή για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά την τροποποίηση, τα πρόσθετα που έχουν προσροφηθεί στην επιφάνεια των σωματιδίων ενδέχεται να εξατμιστούν ξανά, αναιρώντας ολόκληρη την προσπάθεια τροποποίησης.
Υψηλός κίνδυνος μόλυνσης από μέταλλο: Για σκληρές σκόνες όπως αλουμίνα και πυρίτιο, ο συνηθισμένος εξοπλισμός χάλυβα φθείρεται σημαντικά. Τα μεταλλικά σωματίδια που αναμειγνύονται στη σκόνη μπορούν να διακυβεύσουν άμεσα τις μονωτικές ιδιότητες των ηλεκτρονικών υλικών.
Χαμηλός αυτοματισμός και κακή σταθερότητα: Η εξάρτηση από τη χειροκίνητη τροφοδοσία και τη μέτρηση οδηγεί σε δυσκολίες στη διασφάλιση σταθερής ποιότητας προϊόντος μεταξύ των παρτίδων.