مدونة حول تحليل لسوء فهم 90% من المهندسين في اختيار وسادة السيليكا الموصلة حرارياً

معظم المهندسين يقعون في عقلية ثابتة عند اختيار أوراق السيليكون الموصلة حراريًا"في حين أنه لا يمكن إنكار أن المقاومة الحرارية المنخفضة هي ميزة رئيسية للمواد الحرارية، لا ينبغي أن تتبع أوراق السيليكون الحرارية أبداً نفس منطق الاختيار مثل المواد الحرارية ذات الواجهة الرقيقة.

على عكس الدهون الحرارية، مواد تغيير المراحل، أو غيرها من الوسائط الحرارية الرقيقة، والقوة الأساسية للصفائح السيليكون الحرارية ليست مقاومة حرارية منخفضة للغاية.قيمتها الرئيسية تكمن في سمك قابل للسيطرة والضغط الممتاز، والتي تسمح لهم بملء الثغرات الهيكلية بين المكونات، وتعويض الاختلافات في الارتفاع، وضمان الاتصال السطحي الكامل، وإنشاء مسارات نقل الحرارة طويلة الأجل، مستقرة.

لذلك، يجب أن تكون الأولوية الصحيحة لتحديد أوراق السيليكون الحرارية هي: التوافق بين الفجوات أولاً، وأداء الضغط الثاني، مع المقاومة الحرارية كاعتبار ثانوي.

المواد ذات المقاومة المنخفضة مثل الدهون الحرارية، ومواد تغيير المراحل، والمعادن السائلة هي مناسبة في المقام الأول لمستوى ميكرون، رقيقة للغاية، واجهات مسطحة،عادة ما تستخدم حيث يتم ربط الشرائح بشكل وثيق إلى المغسلات الحراريةفي هذه التطبيقات الهدف الرئيسي هو القضاء على ثغرات الهواء الصغيرة الناجمة عن عدم النظامية الدقيقة على أسطح الاتصال. يركز الاختيار على التوافق بين الألواح الرقيقة، ومرونة السطح،مقاومة حرارية منخفضة، والاستقرار على المدى الطويل يضمن عدم الجفاف أو تسرب الزيت أو ضخ.

ومع ذلك، فإن هذه المواد لديها قيود واضحة: فهي لا يمكن أن تستوعب الثغرات الهيكلية المتوسطة إلى الكبيرة؛ انخفض استقرارهم بشكل كبير عند تطبيقها في طبقات أكثر سمكا،ولا تقدم أي دعم هيكليهذا هو بالضبط السبب في أن الوسائط الرقيقة منخفضة المقاومة لا يمكن أن تحل محل أوراق السيليكون الحرارية.

سيناريو التطبيق المثالي للصفائح السيليكونية الحرارية هو الثغرات الهيكلية المتوسطة إلى الكبيرة من 0.5 ملم أو أكثر.وهي تستخدم على نطاق واسع لملء ثغرات التجميع بين مكونات الطاقة (مثل رقائق PCB، المحفزات ، MOSFETs) ومحفظات المعدات أو وحدات غسيل الحرارة ، مما يعوض بشكل فعال عن اختلافات ارتفاع المكونات وتسامحات التصميم وعدم التوافق أثناء التجميع.

باختصار، فإنها لا تعالج المقاومة الحرارية الدقيقة للاتصال على الواجهات المسطحة ولكن بدلا من ذلك تحل مشكلة حاسمة من انقطاع الحرارة الناجمة عن الثغرات الهيكلية.من خلال مطابقة سمك دقيقة وتشوه ضغط خاضع للسيطرة، فإنها تملأ بالكامل فجوات الجهاز، وتضغط الواجهة، وتخلق مسارات حرارية مستقرة وكفؤة، مع توفير أيضا التخفيف، وامتصاص الصدمات، والدعم الهيكلي المساعد.

التخلي عن عقلية "المقاومة الحرارية فقط". لاختيار ورقة السيليكون الحرارية المناسبة، التركيز على أربعة أبعاد أساسية لتجنب الفخاخ والحصول على الحق في المرة الأولى:

ملخص: تحديد التطبيق أولاً، ثم تقييم المعلمات  إنهاء الاختيار العمياءولكن يجب أن لا يتم تقييمها بناء على المقاومة الحرارية فقطفي حالات وجود ثغرات هيكلية ملحوظة، يجب أن تكون المواد المستخدمة هي:مطلوب ربط الضغط، يتم الرغبة في الاستقرار الحراري على المدى الطويل، والعزل، والسد، أو تسامح التجميع مهمة، أوراق السيليكون الموصلة الحرارية تصبح الحل الأمثل.المنطق الصحيح للاختيار هو تحديد سيناريو التطبيق أولا وشكل المواد المناسبة، ثم تطابق معايير مثل المقاومة الحرارية والصلابة هذا النهج أكثر موثوقية وأفضل ملاءمة لظروف العالم الحقيقي من السعي عمياء لتحقيق مقاومة حرارية أقل.