کاربردهای پودر آلومینای کروی در زمینه رسانای حرارتی
پودر آلومینای کروی (میکروسفر آلومینای رسانای حرارتی) به دلیل مزایای اصلی خود مانند رسانایی حرارتی بالا، عایقبندی بالا، کرویت بالا، ظرفیت پرکنندگی بالا، ویسکوزیته پایین و پایداری شیمیایی، به یک ماده کاربردی کلیدی در الکترونیک، انرژیهای نو، سرامیکهای پیشرفته، کاتالیز و ماشینکاری دقیق تبدیل شده است. بر اساس تحقیقات علمی معتبر و ادبیات استاندارد صنعتی، موارد زیر کاربردهای اصلی آن را خلاصه میکند.
بستهبندی الکترونیکی و مدیریت حرارتی
۱. ترکیب قالبگیری اپوکسی (EMC)/ماده کپسولهکننده
– به عنوان یک پرکننده رسانای حرارتی و عایق هسته، در بستهبندی ICها، دستگاههای قدرت، LEDها و حسگرها برای بهبود رسانایی حرارتی بستهبندی، کاهش مقاومت حرارتی و کاهش تاب برداشتن استفاده میشود.
– ساختار کروی به نرخ پر شدن بالایی (تا 70-85 درصد وزنی) دست مییابد، ویسکوزیته رزین را کاهش میدهد، جریانپذیری و قالبگیری را بهبود میبخشد و برای بستهبندی پیشرفته (Fan-out، 2.5D/3D، SiP) مناسب است. آلومینای کروی: آلومینای کروی میتواند رسانایی حرارتی EMC را از 0.8-1.2 W/(m·K) با پرکنندههای معمولی به 2.0-3.5 W/(m·K) بهبود بخشد و ضریب انبساط حرارتی را به طور قابل توجهی کاهش دهد.
۲. چسب پرکننده/کپسولهکننده:
– در بستهبندیهای پیشرفته مانند BGA، CSP و Flip-Chip استفاده میشود و شکاف بین تراشه و زیرلایه را پر میکند، اتلاف گرما را افزایش میدهد، تنش حرارتی را کاهش میدهد و قابلیت اطمینان را بهبود میبخشد.
– ذرات کروی منجر به ویسکوزیته پایین، خواص پرکنندگی خوب و عدم وجود حباب هوا در چسب میشوند. پس از خشک شدن، رسانایی حرارتی میتواند به 1.5 تا 2.5 وات بر (m·K) برسد.
۳. TIM (ماده رابط حرارتی):
– پرکننده اصلی در گریس حرارتی، ژل حرارتی، پدهای حرارتی و چسبهای حرارتی، که برای اتلاف حرارت رابط حرارتی در CPU/GPU، ماژولهای برق، IGBTها و ماژولهای نوری استفاده میشود. – مزایا: محتوای پرکننده بالا، ویسکوزیته پایین، رسانایی حرارتی بالا، عایق و مقاومت در برابر دمای بالا؛ رسانایی حرارتی میتواند به ۳.۰-۶.۰ W/(m·K) برسد، که بسیار برتر از آلومینای معمولی است.
دوم. مدیریت حرارتی خودروهای انرژی نو و ذخیرهسازی انرژی
۱. مدیریت حرارتی باتری
– چسبهای رسانای حرارتی، چسبهای ساختاری، پدها و مواد تغییر فاز دهنده مورد استفاده در ماژولها/سلولهای باتریهای قدرت برای دستیابی به انتقال حرارت کارآمد بین سلول، صفحه خنککننده و پوشش، جلوگیری از فرار حرارتی و بهبود عمر چرخه. چسبهای رسانای حرارتی پر شده با آلومینای کروی میتوانند مقاومت حرارتی باتری را 40 تا 60 درصد کاهش داده و راندمان اتلاف حرارت را بیش از 30 درصد بهبود بخشند.
۲. اتلاف حرارت موتور/کنترل الکترونیکی/دستگاه قدرت
– ترکیبات گلدانی رسانای حرارتی، ژلها و پدهای عایق مورد استفاده در ماژولهای IGBT، کنترلکنندههای موتور، OBCها و مبدلهای DC-DC برای حل مشکلات اتلاف گرما و عایقبندی تحت چگالی توان بالا.
III. سرامیکهای پیشرفته و مواد ساختاری
۱. سرامیکهای آلومینایی با کارایی بالا
پودر آلومینای کروی جریانپذیری عالی، فعالیت پخت بالا و چگالی بالا (تا 97-99٪) را نشان میدهد که آن را برای ساخت قطعات سرامیکی با رسانایی حرارتی بالا، استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر دمای بالا مناسب میسازد.
– کاربردهای معمول: زیرلایههای سرامیکی، یاتاقانهای سرامیکی، آببندها، بوشهای مقاوم در برابر سایش، لولههای کوره دمای بالا و اجزای سازهای دمای بالای هوافضا. سرامیکهای آلومینای کروی میتوانند به رسانایی حرارتی 25 تا 30 وات بر (m·K) برسند، با افزایش 20 تا 30 درصدی در استحکام خمشی و مقاومت به سایش به طور قابل توجهی بهتر از سرامیکهای پودری غیر کروی.
۲. سرامیکهای تولید افزایشی (چاپ سهبعدی)
پودر آلومینای کروی دارای جریانپذیری عالی، چگالی آزاد و یکنواختی پودر است که آن را برای روشهای چاپ سهبعدی سرامیکی SLM، DLP، SLA و سایر روشهای چاپ سهبعدی سرامیکی برای ساخت قطعات سرامیکی با ساختار پیچیده مناسب میکند.
– کاربردها: اجزای داغ برای موتورهای هواپیما، سرامیکهای زیستپزشکی و اجزای سازهای سرامیکی دقیق.
چهارم. صنعت عملیات سطحی
آلومینای کروی میتواند به عنوان یک ماده پوشش اسپری برای پوشاندن سطح قطعات کار استفاده شود و رسانایی حرارتی پوشش، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر دمای بالا را بهبود بخشد.
V. چسبهای رسانای حرارتی و پلاستیکهای مهندسی
– پوشش عایق و ترکیبات گلدانی: برای عایقبندی و اتلاف گرما در ترانسفورماتورهای الکترونیکی، سلفها، منابع تغذیه، مبدلهای فرکانس و اینورترهای فتوولتائیک استفاده میشود.
– پلاستیکهای رسانای حرارتی و پلاستیکهای مهندسی: PA، PPS، LCP و غیره که به صورت حرارتی اصلاح شدهاند و برای براکتهای LED، محفظههای سینک حرارتی و اجزای ساختاری الکترونیکی استفاده میشوند.
