Bir PTFE bandın ısıyı dağıtması gerektiğinde (örneğin, bir güç bileşenini ısı emiciye bağlamak) yapışkan tabakanın aynı anda iki şeyi yapması gerekir: ısıyı aktarmak ve sıkı tutmak. Termal olarak iletken dolgu maddelerinin (alümina, bor nitrür vb.) eklenmesi termal iletkenliği artırır ancak neredeyse her zaman yapışmayı azaltır.
Buradaki zorluk, mümkün olduğunca az yapışkanlık kaybederken ısı transferini maksimuma çıkarmaktır . Cevap üç dolgu maddesi parametresinde yatmaktadır: parçacık boyutu, parçacık şekli ve yükleme yüzdesi.
Aokai PTFE termal olarak iletken bir ürün geliştirdi PTFE bantlar . Elektronik ve endüstriyel uygulamalara yönelik Bu makalede parçacık boyutunun, morfolojisinin ve yüklemenin dengeyi nasıl etkilediği ve en iyi dengenin nasıl formüle edileceği açıklanmaktadır.
Parçacık Boyutu – İnce-Kaba Denge
Parçacık boyutu, dolgu maddelerinin ısı ileten bir ağı ne kadar iyi oluşturduğunu ve yapıştırıcının bağlanma yüzeyini ne kadar iyi ıslattığını belirler.
1. İnce parçacıklar (nanodan mikrona kadar)
Termal etki: Yüksek yüzey alanı, daha fazla parçacık-parçacık temas noktasına yol açar, fakat aynı zamanda daha fazla arayüzey termal direncine (fonon saçılması) yol açar. Şiddetli topaklanma iletkenlik gelişimini sınırlar.
Yapışma etkisi: İnce parçacıklar büyük miktarlarda reçine ve yapışkanlaştırıcıları emerek yapıştırıcıyı sertleştirir. İlk tutunma keskin bir şekilde düşüyor. Akışkanlık azalır, düşük yüzey enerjili PTFE alt katmanlarda ıslanma azalır → düşük soyulma mukavemeti.
Karar: Nadiren tek başına kullanılır. Ultra ince dolgular marjinal termal kazanç sağlar ancak yapışmayı yok eder.
2. İri parçacıklar (mikron ila onlarca mikron)
Termal etki: Daha az temas noktası ancak daha uzun bireysel ısı iletim yolları. Yapışkan kalınlığı yönünde yakın bir şekilde istiflendiklerinde düzlem boyunca iyi iletkenlik sağlarlar.
Yapışma etkisi: Düşük yüzey alanı daha az reçineyi emerek yapışkanın yumuşaklığını korur. Ancak parçacıklar yapışkan katman kadar kalın veya ondan daha kalınsa (tipik olarak 25-100 μm), bant yüzeyini pürüzlendirir, etkili bağlanma alanını azaltır ve stres yoğunlaşma noktaları oluşturur.
Karar: Birincil iletken iskelet olarak kullanılır ancak yapışkan kalınlığının altında boyutlandırılmalıdır.
3. Çözüm – iki modlu harmanlama
İri ve ince parçacıkları belirli oranlarda karıştırın. İnce taneler, kaba parçacıklar arasındaki boşlukları doldurarak en yakın paketlemeyi sağlar. Aynı toplam dolgu maddesi yüklemesiyle çift modlu sınıflandırma, parçacık temas noktalarını artırır (daha iyi iletkenlik) veya alternatif olarak, daha az toplam dolgu maddesiyle hedef iletkenliğe ulaşarak yapışmayı korumak için daha sürekli reçine fazı bırakır.
Aokai PTFE önerisi : 50 μm kalınlığındaki yapışkan katman için, 1-5 μm'lik ince parçacıklarla harmanlanmış 20-30 μm'lik kaba parçacıklar kullanın. Bu iki modlu yaklaşım, özellikleri dengelemenin anahtarıdır.
Parçacık Morfolojisi – Şekil Büyük Ölçüde Önemlidir
Küresel olmayan dolgu maddeleri kaplama ve kurutma sırasında hizalanarak düzlem boyunca (Z yönü) termal iletkenliği ve yapışmayı etkiler.
1. Küresel veya yarı küresel dolgu maddeleri (örneğin, küresel alümina)
Termal etki: İzotropik. Parçacıklar kalınlık yönü boyunca kolayca istiflenir, bu da düzlem boyunca ısı dağılımı için iyidir.
Yapışma etkisi: Pürüzsüz yüzeyler reçine akışını engellemez. Soğuk akışı ve yüzey ıslaklığını korur. Eşit yükleme altındaki tüm şekiller arasında küreler en iyi yapışmayı, özellikle de ilk tutunmayı korur.
Denge avantajı: En iyi genel uyumluluk. Minimum yapışma kaybıyla Z ekseni termal kazancını maksimuma çıkarır.
2. Pul pul dolgu maddeleri (örneğin bor nitrür, grafen)
Termal etki: Yüksek en-boy oranı, mükemmel düzlem içi iletkenlik sağlar, ancak pullar alt tabakaya paralel olarak hizalanarak düzlem boyunca çok az iyileştirme sağlar; dikey ısı aktarımı gerektiren PTFE bantlar için zayıftır.
Yapışma etkisi: Pullar ayırıcı filmler gibi davranarak plastik akışını engeller ve ilk yapışmayı büyük ölçüde keser. Keskin kenarlar gerilim yoğunlaşmasına neden olarak soyulma mukavemetini azaltır.
Denge dezavantajı: Z yönündeki termal ihtiyaçlara zayıf uyum, doğal yapışkanlığı ciddi şekilde bozar. Ana dolgu maddesi olarak önerilmez.
3. Lifli veya düzensiz dolgu maddeleri
Termal etki: Yüksek en boy oranı, düşük yüklemede iletken ağlar oluşturabilir.
Yapışma etkisi: Yapışkan viskozitesini önemli ölçüde artırır, mekanik kilitleme yoluyla PSA'yı sertleştirir ve yapışkanlığı yok eder. Keskin kenarlar yapışkan-PTFE arayüzüne zarar verir.
Karar: Nadiren ana dolgu maddesi olarak kullanılır; yardımcı köprüleme malzemesi olarak sadece küçük bir ekleme.
Dolgu Yükleme – Süzülme Tatlı Noktasını Bulma
Dolgu maddesi yüklemesi arttıkça, termal iletkenlik ilk önce yavaşça artar, daha sonra süzülme eşiğinde keskin bir şekilde sıçrar ve ardından düzleşir. Ancak yapışma sürekli olarak azalır.
1. Düşük yükleme (<%30 hacim)
Dolgu maddeleri sürekli bir reçine matrisinde izole edilmiş adalardır. Isı iletkenliği neredeyse hiç iyileşmez. Yapışma saf PSA'ya yakın kalır. Tutunmayı korumak için güvenli bölge, ancak termal kazanç ihmal edilebilir.
2. Orta ila yüksek yükleme (%30-60 hacim) – kritik pencere
Parçacıklar temas etmeye ve iletken yollar oluşturmaya başlar. Isı iletkenliği katlanarak artar. Bu arada sürekli reçine matrisi parçalanır. Yapışkan kırılganlaşır; ilk yapışma ve soyulma mukavemeti keskin bir şekilde düşer.
Burası optimizasyon bölgesidir. Amaç çalışmaktır , süzülme eşiğinin alt ucunda - termal özellikleri karşılayacak kadar yüksek, kabul edilebilir yapışma için sürekli bir reçine fazını koruyacak kadar düşük.
3. Ultra yüksek yükleme (>%60 hacim)
Yoğun parçacık paketi daha fazla termal kazanımı (plato) yavaşlatır. Reçine tüm boşlukları dolduramaz; boşluklar oluşur. Yapıştırıcı kurur, kırılganlaşır ve neredeyse yapışkan olmaz. Bant kırılgan bir termal film haline gelir. Mülkiyet dengesi tamamen kaybolur.
PTFE bant (silikon PSA) için özel not: Silikon, akrilikten daha düşük kohezyon enerjisine ve daha zayıf dolgu uyumluluğuna sahiptir. Daha düşük maksimum dolgu yüklemesini tolere eder. Aşırı doldurma, yapışkanın toz haline gelmesine neden olur.
Aokai PTFE ampirik verileri : Silikon PSA'daki küresel alümina için süzülme eşiği kabaca hacimce %35-45'tir. Bimodal dağılımla optimum denge hacimce %40-45 civarında elde edilir. Hacimce %55'in üzerinde yapışma çoğu uygulama için kabul edilemez hale gelir.
Özet – Üçü Bir Arada Dengeleme Formülü
PTFE yüksek sıcaklık yapışkan bantlarında kararlı termal iletim-yapışma dengesi elde etmek için:
küresel kaba parçacıkları (20-30 μm) kullanın ; bunlar minimum yapışma kaybıyla düzlem boyunca iletkenlik sağlar. Birincil iletken iskelet olarak
ince parçacıklar (1-5 μm) ekleyin ; boşlukları doldurur, gereken toplam dolgu maddesini azaltır, reçine matrisini korur. Bimodal bir dağılım oluşturmak için
Toplam dolgu yüklemesini süzülme eşiğinin alt-orta aralığında tutun (silikon PSA'daki küresel alümina için hacim olarak %40-45 civarında).
Pul pul veya lifli dolgu maddelerini %5'in altında olacak şekilde sınırlayın ; bunlar yapışmaya zarar verir ve düzlem boyunca çok az fayda sağlar. gerekirse ağırlıkça
Sonuç: Gerçekten yapışan ve uzun süre dayanan, termal olarak iletken bir PSA bandı.
Aokai PTFE, bu iki modlu küresel dolgu stratejisini kullanarak termal olarak iletken PTFE bantlar üretir. Termal iletkenlik ve yapışma seviyelerini uygulamanıza göre uyarlayabiliriz.
Son Paket Servis
PTFE yapışkan bantlarda ısı iletkenliğinin arttırılması her zaman yapışmaya karşı mücadele eder. En iyi uzlaşma, küresel parçacıklar + iki modlu boyut dağılımı + süzülmenin hemen ötesindeki yüklemeden gelir . Uygulamanız özellikle düzlem içi iletkenliğe ihtiyaç duymadığı ve düşük yapışmayı tolere edemediği sürece pullardan ve liflerden kaçının.
Isı dağıtımlı yüksek performanslı yapıştırma için termal olarak iletken PTFE bant kanıtlanmış bir çözümdür. ile iletişime geçin . Aokai PTFE Termal ve soyulma gereksinimlerinize uygun formülasyonlar için
