ไม่-แผ่นความร้อนซิลิโคน: ผู้พิทักษ์ที่มองไม่เห็นของเซ็นเซอร์ความแม่นยำและความก้าวหน้าทางเทคนิคของพวกเขา

ในโลกของเซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำซึ่งสัญญาณที่จับได้ทุกตัวมีความสำคัญยิ่งอุณหภูมิจะเป็นศัตรูที่มองไม่เห็นต่อประสิทธิภาพ ในการทำให้เชื่องสัตว์ที่มีความร้อนนี้วัสดุอินเทอร์เฟซความร้อนได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อทำหน้าที่เป็นสะพานที่สำคัญการถ่ายโอนความร้อนจากชิปไปยังฮีทซิงค์ ในบรรดาวิธีการแก้ปัญหาหลายอย่างเป็นวัสดุเฉพาะที่ดูเหมือน—ไม่ใช่-แผ่นความร้อนซิลิโคน—ได้รับการยกระดับเป็นมาตรฐานทองคำในการตัด-ฟิลด์ขอบเช่นกล้องยานยนต์และ LiDAR กลายเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ การเพิ่มขึ้นของมันไม่ใช่การทดแทนวัสดุอย่างง่าย แต่เป็นการโจมตีที่แม่นยำต่อความเสี่ยงของการปนเปื้อนและความล้มเหลว
การแสวงหา "ศูนย์อย่างไม่หยุดยั้งนี้-การปนเปื้อน "สภาพแวดล้อมเกิดจากข้อบกพร่องพื้นฐานที่มีอยู่ในซิลิโคนแบบดั้งเดิม-วัสดุความร้อนตาม: ซิล็อกเซน outgassing ภายใต้อุณหภูมิในการปฏิบัติงานแผ่นซิลิโคนทั่วไปจะปล่อยต่ำ-โมเลกุล-น้ำหนัก siloxanes สารปนเปื้อนด้วยกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้สามารถโยกย้ายไปยังส่วนประกอบออปติคัลที่มีความแม่นยำเช่นเลนส์กล้องตัวกรอง IR หรือพื้นผิวเซ็นเซอร์เองสร้างฟิล์มมัน ภาพยนตร์เรื่องนี้กระตุ้นให้เกิดการปนเปื้อนด้วยแสงที่หายนะนำไปสู่การลดการส่งผ่านแสงภาพเบลอลดความคมชัดลดลง สำหรับระบบการขับขี่แบบอิสระที่ต้องอาศัยวิสัยทัศน์ที่ชัดเจนสำหรับการตัดสินใจ-การทำสิ่งนี้ "ทำให้ไม่เห็น" ของภาพนั้นไม่ใช่-สายสีแดงความปลอดภัยต่อรองได้ ในทำนองเดียวกันในระบบ LIDAR หน้าต่างออปติคัลที่ปนเปื้อนทำให้การส่งสัญญาณเลเซอร์และการรับสัญญาณลดลงช่วงการตรวจจับและความแม่นยำโดยตรง
นอกเหนือจากการปนเปื้อนของแสง Siloxanes ยังเป็นภัยคุกคามต่อความน่าเชื่อถือทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ เมื่อโมเลกุลเหล่านี้ล่องลอยและตั้งอยู่บนหน้าสัมผัสไฟฟ้า—ภายในรีเลย์สวิตช์หรือตัวเชื่อมต่อ—ไมโคร-การเกิดขึ้นที่เกิดขึ้นระหว่างการดำเนินการสามารถทำลายพวกเขาได้ กระบวนการนี้ในที่ที่มีออกซิเจนก่อตัวเป็นชั้นที่แข็งและเป็นฉนวนของซิลิกอนไดออกไซด์ (Sio₂)- เมื่อเวลาผ่านไปเลเยอร์ฉนวนนี้จะเพิ่มความต้านทานการติดต่ออย่างมากในที่สุดนำไปสู่การหยุดชะงักของสัญญาณหรือความล้มเหลวของการสลับ ดังนั้นในระบบที่มีความยาวมาก-ข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือของคำเช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์เช่นกล้อง, มิลลิเมตร-เรดาร์คลื่นและสูง-คำนวณตัวควบคุมโดเมน (ECUS/DCUS) ที่รวมเข้าด้วยกันการบรรเทาความเสี่ยงนี้ได้กลายเป็นหลักการออกแบบหลัก มันเป็นเพราะจุดปวดหลักทั้งสองนี้ที่ไม่ใช่-แผ่นความร้อนซิลิโคนได้กลายเป็นวัสดุที่เลือกซึ่งทำหน้าที่เป็น "ผู้พิทักษ์ที่มองไม่เห็น" ของประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์และความน่าเชื่อถือ
อย่างไรก็ตามการละทิ้งบ่อน้ำ-การแสดงและซิลิโคนผู้ใหญ่-ระบบตาม-วัสดุซิลิโคน (โดยทั่วไปแล้วอะคริลิค-โพลีเมอร์ตาม) เป็นเส้นทางเทคโนโลยีที่เต็มไปด้วยความท้าทาย สิ่งสำคัญที่สุดของสิ่งเหล่านี้คือความสมดุลที่ละเอียดอ่อนระหว่างการนำความร้อนและคุณสมบัติเชิงกล การนำความร้อนสูงของแผ่นความร้อนขึ้นอยู่กับการโหลดของฟิลเลอร์ความร้อนสูง แต่ไม่ใช่-เมทริกซ์ซิลิโคนมีความยืดหยุ่นน้อยกว่าซิลิโคน โหลดฟิลเลอร์ที่มากเกินไปทำให้วัสดุแข็งและเปราะลดการบีบอัดและความยืดหยุ่น ความสอดคล้องที่ไม่ดีนี้ช่วยป้องกันไม่ให้มันเติมช่องว่างด้วยกล้องจุลทรรศน์ระหว่างชิปและฮีทซิงค์อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งจะเป็นการเพิ่มความต้านทานต่อความร้อนแบบอินเทอร์เซียลและทำลายผลการระบายความร้อนโดยรวม การบรรลุทั้งการนำความร้อนสูงและความนุ่มนวลเพียงพอด้วยลักษณะความเครียดต่ำเป็นอุปสรรค์สำคัญครั้งแรกสำหรับวิศวกรวัสดุทุกคน
ถัดไปคือการทดลองใช้เวลานาน-ความน่าเชื่อถือในระยะ สภาพแวดล้อมยานยนต์นั้นรุนแรงเรียกร้องให้เซ็นเซอร์และส่วนประกอบของพวกเขาทนต่อการปั่นจักรยานความร้อนการสั่นสะเทือนและการกระแทกมานานกว่า 15 ปีโดยไม่ลดลง ไม่ว่าจะไม่ใช่-วัสดุซิลิโคนสามารถทนต่อการทดสอบเวลาเช่นซิลิโคนคู่—โดยไม่มีการแข็งตัวแตกหรือล้มเหลวภายใต้ระดับสูง-สภาพความร้อน—ต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องผ่านการทดสอบอายุที่กว้างขวางและเข้มงวด นอกจากนี้ไม่ใช่-วัสดุซิลิโคนมักจะแสดงการยึดพื้นผิวที่สูงขึ้นซึ่งสามารถนำเสนอความท้าทายในการประมวลผลในการตาย-การตัดและการประกอบอัตโนมัติ
ในการเผชิญกับอุปสรรคทางเทคนิคเหล่านี้ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์วัสดุกำลังให้ความก้าวหน้า ในด้านหน้าสูตรนวัตกรรมรวมถึงการบุกเบิกเมทริกซ์โพลิเมอร์ที่ปรับเปลี่ยนใหม่และใช้ Multi-การผสมผสานแบบโมดัลของฟิลเลอร์ความร้อนที่มีขนาดและรูปร่างของอนุภาคที่แตกต่างกัน สิ่งนี้สร้าง "ทางหลวงความร้อน" ที่มีประสิทธิภาพสูงภายในวัสดุ นอกจากนี้การรักษาพื้นผิวของฟิลเลอร์ช่วยเพิ่มความเข้ากันได้กับเมทริกซ์พอลิเมอร์เพื่อให้ได้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความนุ่มและประสิทธิภาพความร้อน ในแง่ของความน่าเชื่อถือผู้ผลิตกำลังจัดทำโปรโตคอลการทดสอบที่เข้มงวดกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรมโดยจำลองเงื่อนไขที่รุนแรงเพื่อรับประกันประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ที่มั่นคงตลอดอายุการใช้งาน ที่สำคัญกว่านั้นแนวโน้มของการพัฒนาความร่วมมือได้เกิดขึ้นซึ่งซัพพลายเออร์วัสดุมีส่วนร่วมกับนักออกแบบเซ็นเซอร์ตั้งแต่ขั้นตอนแรกเพื่อสร้างโซลูชันที่กำหนดเองสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ สิ่งนี้ไม่เพียง แต่ปรับประสิทธิภาพความร้อน แต่ยังช่วยลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากพื้นดิน
โดยสรุปการยอมรับอย่างกว้างขวางของไม่ใช่-แผ่นความร้อนซิลิโคนในอุตสาหกรรมเซ็นเซอร์เป็นผลสืบเนื่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้จากการแสวงหาความแม่นยำในการผลิตที่ทันสมัยเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดและความน่าเชื่อถือที่สมบูรณ์ พวกเขาไม่เพียง แต่เป็นปัญหาการจัดการความร้อน แต่เป็นความเสี่ยงที่เป็นระบบของความล้มเหลวทางแสงและไฟฟ้าที่เกิดจาก "การปนเปื้อนซิลิโคน" แม้ว่าความท้าทายทางเทคนิคในการปรับสมดุลประสิทธิภาพและการสร้างความมั่นใจให้นานขึ้น-ความน่าเชื่อถือระยะยาวยังคงมีอยู่เป็นนวัตกรรมและความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในโดเมนนี้ที่ให้รากฐานวัสดุที่มั่นคงและเชื่อถือได้สำหรับความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของการตัด-เทคโนโลยีขอบเช่นการขับขี่แบบอิสระและสูง-จบการถ่ายภาพ