Калі стужка з ПТФЭ павінна рассейваць цяпло - напрыклад, для злучэння сілавога кампанента з радыятарам - клейкі пласт павінен выконваць дзве рэчы адначасова: перадаваць цяпло і ўтрымліваць. Даданне цеплаправодных напаўняльнікаў (аксіду алюмінія, нітрыду бору і інш.) паляпшае цеплаправоднасць, але амаль заўсёды зніжае адгезію.
Задача складаецца ў тым, каб максымізаваць цеплааддачу, страціўшы як мага менш клейкасці . Адказ крыецца ў трох параметрах напаўняльніка: памер часціц, форма часціц і працэнт загрузкі.
Aokai PTFE распрацаваў цеплаправоднасць ПТФЭ стужкі для электронікі і прамысловага прымянення. У гэтым артыкуле тлумачыцца, як памер часціц, марфалогія і нагрузка ўплываюць на кампраміс і як скласці формулу для найлепшага балансу.
Памер часціц - кампраміс паміж дробным і буйным
Памер часціц вызначае, наколькі добра напаўняльнікі ўтвараюць цеплаправодную сетку і наколькі добра клей змочвае злучаную паверхню.
1. Дробныя часціцы (ад нана да субмікрон)
Цеплавой эфект: вялікая плошча паверхні прыводзіць да павелічэння колькасці кропак кантакту паміж часціцамі, але таксама да павелічэння межфазнага цеплавога супраціву (рассейвання фанонаў). Моцная агламерацыя абмяжоўвае паляпшэнне праводнасці.
Эфект адгезіі: Дробныя часціцы паглынаюць вялікую колькасць смалы і клейкіх рэчываў, умацоўваючы клей. Пачатковая клейкость рэзка падае. Памяншаецца цякучасць, памяншаючы змочванне на падкладках з ПТФЭ з нізкай энергіяй паверхні → нізкая трываласць на адслаенне.
Вердыкт: Рэдка выкарыстоўваецца самастойна. Звыштонкія напаўняльнікі даюць невялікі цеплавы ўзмацненне, але парушаюць адгезію.
2. Грубыя часціцы (ад мікронаў да дзесяткаў мікрон)
Цеплавы эфект: Меншая колькасць кропак кантакту, але больш доўгія індывідуальныя шляхі цеплаправоднасці. Пры цесным размяшчэнні ўздоўж напрамку таўшчыні клею яны забяспечваюць добрую праводнасць скразной плоскасці.
Эфект адгезіі: нізкая плошча паверхні адсарбуе менш смалы, захоўваючы мяккасць клею. Аднак, калі часціцы маюць такую ж таўшчыню, як пласт клею або больш за яе (звычайна 25-100 мкм), яны робяць паверхню стужкі шурпатай, памяншаюць эфектыўную плошчу склейвання і ствараюць кропкі канцэнтрацыі напружання.
Вердыкт: выкарыстоўваецца ў якасці асноўнага токаправоднага шкілета, але памер павінен быць ніжэйшы за таўшчыню клею.
3. Рашэнне - бімадальнае змешванне
Змяшайце буйныя і дробныя часціцы ў пэўных суадносінах. Дробныя збожжа запаўняюць пустэчы паміж буйнымі часціцамі, дасягаючы максімальна шчыльнай упакоўкі. Пры аднолькавай агульнай загрузцы напаўняльніка бімадальнае класіфікаванне павялічвае кропкі кантакту часціц (лепшая праводнасць) або, у якасці альтэрнатывы, дасягае мэтавай праводнасці з меншым агульным напаўняльнікам , пакідаючы больш суцэльную фазу смалы для захавання адгезіі.
Рэкамендацыя Aokai PTFE : для пласта клею таўшчынёй 50 мкм выкарыстоўвайце буйныя часціцы памерам 20-30 мкм у сумесі з дробнымі часціцамі памерам 1-5 мкм. Гэты бімадальны падыход з'яўляецца ключом да збалансавання уласцівасцяў.
Марфалогія часціц – форма мае вялікае значэнне
Несферычныя напаўняльнікі выраўноўваюцца падчас нанясення пакрыцця і сушкі, уплываючы на цеплаправоднасць скразной плоскасці (напрамак Z) і адгезію.
1. Сферычныя або квазісферычныя напаўняльнікі (напрыклад, сферычны аксід алюмінія)
Цеплавой эфект: ізатропны. Часціцы лёгка збіраюцца ўздоўж напрамку таўшчыні, што добра для рассейвання цяпла праз плоскасць.
Эфект адгезіі: Гладкія паверхні не перашкаджаюць плыні смалы. Захоўвае халоднае цячэнне і ўвільгатненне паверхні. Сярод усіх формаў пры аднолькавай нагрузцы сферы захоўваюць найлепшую адгезію - асабліва першапачатковую ліпкасць.
Перавага балансу: лепшая агульная сумяшчальнасць. Максімальна павялічвае цеплавой прырост па восі Z з мінімальнай стратай адгезіі.
2. Пластовыя напаўняльнікі (напрыклад, нітрыд бору, графен)
Цеплавой эфект: высокі каэфіцыент бакоў забяспечвае выдатную праводнасць у плоскасці, але шматкі выраўноўваюцца паралельна падкладцы, забяспечваючы нязначнае паляпшэнне скразной плоскасці - гэта дрэнна для стужак з ПТФЭ, якім патрэбна вертыкальная цеплаперадача.
Адгезійны эфект: лускавінкі дзейнічаюць як перагародкавыя плёнкі, блакуючы пластычную плынь і рэзка зніжаючы першапачатковую клейкасць. Вострыя краю выклікаюць канцэнтрацыю напружання, зніжаючы трываласць на адслаенне.
Недахоп балансу: Дрэнна падыходзіць для цеплавых патрэб у напрамку Z, сур'ёзна пагаршае ўласцівую ліпкасць. Не рэкамендуецца ў якасці асноўнага напаўняльніка.
3. Кудзелістыя або нерэгулярныя напаўняльнікі
Цеплавой эфект: высокае суадносіны бакоў можа ствараць токаправодныя сеткі пры нізкай нагрузцы.
Адгезійны эфект: Рэзкае павелічэнне глейкасці клею, узмацненне жорсткасці PSA з дапамогай механічнай блакіроўкі і знішчэнне клейкасці. Вострыя краю пашкоджваюць інтэрфейс клей-PTFE.
Вердыкт: Рэдка выкарыстоўваецца ў якасці асноўнага напаўняльніка; толькі нязначнае дапаўненне ў якасці дапаможнага маставога матэрыялу.
Па меры павелічэння загрузкі напаўняльніка цеплаправоднасць спачатку павольна расце, потым рэзка падскоквае на парозе перкаляцыі , затым стаіць на плато. Адгезія, аднак, пастаянна зніжаецца.
1. Нізкая загрузка (<30 аб'ёмных%)
Напаўняльнікі ўяўляюць сабой ізаляваныя астраўкі ў суцэльнай матрыцы смалы. Цеплаправоднасць ледзь паляпшаецца. Адгезія застаецца блізкай да чыстага ПСА. Бяспечная зона для захавання клейкасці, але цеплавы прырост нязначны.
2. Сярэдняя і высокая нагрузка (30-60 аб.%) – крытычнае акно
Часціцы пачынаюць датыкацца і ўтвараць праводзяць шляхі. Цеплаправоднасць расце ў геаметрычнай прагрэсіі. Тым часам суцэльная матрыца смалы фрагментуецца. Клей становіцца далікатным; пачатковая ліпкасць і трываласць на адрыў рэзка зніжаюцца.
Гэта зона аптымізацыі. Мэта складаецца ў тым, каб працаваць на ніжнім узроўні парога перкаляцыі - дастаткова высокім, каб адпавядаць цеплавым характарыстыкам, і дастаткова нізкім, каб захаваць бесперапынную фазу смалы для прымальнай адгезіі.
3. Звышвысокая нагрузка (>60 аб'ёмных%)
Шчыльная ўпакоўка часціц запавольвае далейшы цеплавы ўзмацненне (плато). Смала не можа запоўніць усе прабелы; ўтвараюцца пустэчы. Клей становіцца сухім, далікатным і амаль не ліпкім. Стужка становіцца далікатнай тэрмаплёнкай. Баланс маёмасці губляецца цалкам.
Спецыяльная заўвага для PTFE стужкі (сілікон PSA): сілікон мае меншую энергію счаплення і горшую сумяшчальнасць з напаўняльнікам, чым акрыл. Ён пераносіць меншую максімальную загрузку напаўняльніка. Празмернае запаўненне выклікае распыленне клею.
Эмпірычныя дадзеныя Aokai PTFE : для сферычнага аксіду алюмінію ў сіліконавым PSA парог прасочвання складае прыкладна 35-45 аб.%. Аптымальны баланс дасягаецца каля 40-45% аб. пры бімадальным размеркаванні. Вышэй за 55 аб.% адгезія становіцца непрымальнай для большасці прымянення.
Рэзюмэ - Формула балансавання 'Тры ў адным'.
Каб дасягнуць стабільнага балансу цеплаправоднасці і адгезіі ў высокатэмпературных клейкіх стужках з ПТФЭ:
У якасці асноўнага токаправоднага каркаса выкарыстоўвайце сферычныя буйныя часціцы (20-30 мкм) - яны забяспечваюць праводнасць скразной плоскасці з мінімальнай стратай адгезіі.
Дадайце дробныя часціцы (1-5 мкм), каб стварыць бімадальнае размеркаванне - запаўняе пустэчы, памяншае агульны неабходны напаўняльнік, захоўвае матрыцу смалы.
Падтрымлівайце агульную загрузку напаўняльніка ў ніжнім і сярэднім дыяпазоне парога перкаляцыі (каля 40-45 аб.% для сферычнага аксіду алюмінію ў сіліконавым PSA).
Абмяжуйце лускаватыя або кудзелістыя напаўняльнікі да <5 мас.% , калі яны ўвогуле патрэбныя - яны шкодзяць ліпкасці і не прыносяць карысці праз плоскасць.
Вынік: цеплаправодная стужка PSA, якая сапраўды прыліпае і служыць.
Aokai PTFE вырабляе цеплаправодныя стужкі з PTFE з выкарыстаннем гэтай стратэгіі бімадальнага сферычнага напаўняльніка. Мы можам адаптаваць ўзровень цеплаправоднасці і адгезіі да вашага прымянення.
Канчатковы вынас
Паляпшэнне цеплаправоднасці клейкіх стужак з ПТФЭ заўсёды змагаецца з адгезіяй. Лепшы кампраміс - гэта сферычныя часціцы + бімадальнае размеркаванне па памерах + нагрузка толькі што пасля перкаляцыі . Пазбягайце шматкоў і валокнаў, за выключэннем выпадкаў, калі для вашага прымянення патрэбна праводнасць у плоскасці і яна можа пераносіць нізкую клейкасць.
Для высокапрадукцыйнага склейвання з рассейваннем цяпла цеплаправодная стужка з ПТФЭ з'яўляецца правераным рашэннем. Звярніцеся да Aokai PTFE , каб атрымаць склады, якія адпавядаюць вашым патрабаванням да тэмпературы і адслойвання.
