في عالم الإدارة الحرارية للأجهزة الإلكترونية الحديثة ، تستخدم وسادات السيليكون الموصلة على نطاق واسع كمكونات حاسمة تبديد الحرارة. للتغلب على قيود مواد السيليكون النقي من حيث الأداء الميكانيكي وقابلية التشغيل ، يقوم المهندسون بتبريد طبقة من قطعة قماش السيليكون (عادةً قطعة قماش من الألياف الزجاجية أو قطعة قماش بوليستر) على ظهر منصات السيليكون الموصلة. تلعب قطعة القماش السيليكون البسيطة على ما يبدو دورًا حيويًا ، ليس لتعزيز الموصلية الحرارية ، ولكن لتحسين القوة الميكانيكية والاستقرار الأبعاد والراحة التشغيلية لوسادة السيليكون بشكل كبير. يتيح ذلك منصات السيليكون الموصلة للتكيف بشكل أفضل مع مختلف بيئات التطبيقات المتطلبة والاستفادة الكاملة من مزايا تبديد الحرارة الفعالة. سوف تتناقص هذه المقالة في عملية تصنيع منصات السيليكون الموصلة مع دعم القماش السيليكون وتسليط الضوء على الدور الرئيسي لقماش الدعم في تعزيز الأداء.

من خلال التطوير المزدهر لصناعة مركبات الطاقة الجديدة ، تواجه وحدات البطارية ، باعتبارها المكون الأساسي ، متطلبات صارمة بشكل متزايد لكثافة الطاقة والسلامة والعمر والإدارة الحرارية. تلعب المواد اللاصقة الهيكلية الموصلة حرارياً ، كمواد متقدمة تجمع بين الترابط الهيكلي والتوصيل الحراري ، دورًا حيويًا في تصميم وحدات البطارية وتصنيعها. سوف تتغذى هذه المقالة في تطبيق المواد اللاصقة الهيكلية الموصلة حرارياً في وحدات البطارية ، وتحليل عواملها الرئيسية وطرق التطبيق ، بهدف توفير المرجع للموظفين الفنيين في الحقول ذات الصلة.

ضمن الأنظمة الدقيقة والمعقدة للمركبات الجوية غير المأهولة (الطائرات بدون طيار)، الإدارة الحرارية الفعالة أمر بالغ الأهمية لضمان تشغيل مستقر وسلامة الطيران. عندما تصبح الطائرات بدون طيار مدمجة بشكل متزايد ، تولد المكونات الإلكترونية داخل المساحات المدمجة حرارة كبيرة أثناء التشغيل. إذا لم يتم تبديد هذه الحرارة بشكل فعال وبشكل سريع ، فإنها تهدد بشكل مباشر أداء الطائرة بدون طيار وموثوقيتها وحتى عمرها. من بين حلول الإدارة الحرارية المختلفة ، الهلام الحراري ، كمواد واجهة حرارية حاسمة (تيم)، يلعب دور لا غنى عنه. إنه معجون-مثل أو هلام-مثل المادة ، عادة ما تكون مصنوعة من السيليكون أو غير سيليكون-قاعدة السيليكون مختلطة مع الحشو الموصل حراريا للغاية. وظيفتها الأساسية هي ملء فجوات الهواء المجهري بين الحرارة-توليد مكونات (مثل الرقائق) وهياكل تبديد الحرارة (مثل أحواض الحرارة أو أغلفة معدنية). نظرًا لأن الهواء هو موصل ضعيف للحرارة ، فإن ملء هذه الثغرات بالهلام الحراري يقلل بشكل كبير من المقاومة الحرارية ، مما يخلق مسارًا فعالًا لنقل الحرارة وبالتالي تعزيز كفاءة تبديد الحرارة بشكل كبير.

في عالم أجهزة الاستشعار الدقيقة ، حيث تكون كل إشارة تم التقاطها ذات أهمية قصوى ، تعتبر درجة الحرارة خصمًا غير مرئي للأداء. لترويض هذا الوحش الحراري ، تم تطوير مواد الواجهة الحرارية لتكون بمثابة جسر حاسم ، ونقل الحرارة من الشريحة إلى غرفة التبريد. من بين العديد من الحلول ، مادة متخصصة على ما يبدو - غير-وسادة حرارية من السيليكون - تم رفعها إلى معيار ذهبي في القطع-حقول الحافة مثل كاميرات السيارات والليار ، وتصبح مكونًا لا غنى عنه. صعوده ليس استبدالًا بسيطًا ماديًا بل ضربة دقيقة ضد مخاطر التلوث والفشل. هذا المطاردة بلا هوادة من "صفر-تلوث "بيئة تنبع من عيب أساسي متأصل في السيليكون التقليدي-المواد الحرارية المستندة إلى السيلوكسان. تحت درجات الحرارة التشغيلية ، تطلق منصات السيليكون التقليدية منخفضة-جزيئي-وزن السيلوكسان. يمكن لهذه الملوثات المجهرية أن تهاجر إلى مكونات بصرية دقيقة ، مثل عدسات الكاميرا ، أو مرشحات الأشعة تحت الحمراء ، أو سطح المستشعر نفسه ، وتشكيل فيلم زيتي. يؤدي هذا الفيلم إلى تلوث ضوئي كارثي ، مما يؤدي إلى انخفاض نقل الضوء ، والصور غير الواضحة ، وانخفاض التباين ، وحتى الوهج أو الظلال. لنظام القيادة المستقل الذي يعتمد على مجال رؤية واضح للقرار-صنع ، هذا "التعمية" من بصره هو غير-السلامة القابلة للتداول الخط الأحمر. وبالمثل ، في أنظمة LIDAR ، تضعف النافذة البصرية الملوثة انتقال واستقبال الليزر ، مما يؤدي إلى المساومة مباشرة على نطاق الكشف والدقة.

كان البحث عن بديل قابل للتطوير للنحاس كمادة موصلة حرارية في تطبيقات الإدارة الحرارية العالية عملية مستمرة لأكثر من عقد. لا يزال النحاس مفيدًا كموصل حراري - يمكن إنتاجه رخيصًا وفعالًا ، بكميات كبيرة ويمكن تشكيله للاستخدام على المكونات الكبيرة. لكن في بعض الحالات ، مثل مصادم هادرون الكبير في سيرن (LHC) وغيرها من الإعدادات الصناعية المحددة ، هناك حاجة إلى مادة تمتلك كثافة منخفضة ويمكنها إدارة الحرارة الشديدة فحسب ، ولكن أيضًا الضغط الهيكلي الشديد.

في مشهد توليد الطاقة الكهروضوئية ، يلعب العاكس الدور الذي لا يمكن الاستغناء عنه لـ "القلب" للنظام. يحول بكفاءة التيار المباشر من الألواح الشمسية إلى التيار المتناوب في الشبكة. وراء عملية تحويل الطاقة هذه ، تكمن الحرارة الهائلة الناتجة عن أجهزة أشباه الموصلات ، مثل IGBTs ووحدات SIC الناشئة. إذا لم يتم تبديد هذه الحرارة على الفور وفعالية ، فإنها تهدد بشكل مباشر أداء العاكس وعمره وعائد المصنع الكهروضوئي بأكمله على الاستثمار. وبالتالي ، عالية-أصبح تصميم الإدارة الحرارية الكفاءة ميزة تنافسية أساسية في تقنية العاكس ، وداخل هذا المجال ، يخضع مواد الواجهة الحرارية - وخاصة الفوط الحرارية - بهدوء لتحول تكنولوجي عميق.