Olmayan-Silikon termal pedler: hassas sensörlerin görünmez koruyucusu ve bunların teknik atılımları

Yakalanan her sinyalin çok önemli olduğu hassas sensörler dünyasında, sıcaklık performansa görünmez bir düşmandır. Bu termal canavarı evcilleştirmek için, termal arayüz malzemeleri, çok önemli bir köprü olarak hareket etmek için geliştirilmiştir ve ısıdan ısıtıcısına aktarılmıştır. Birçok çözüm arasında, görünüşteniş bir malzeme—olmayan-Silikon termal ped—kesimde altın bir standarda yükseltildi-Otomotiv kameralar ve LiDAR gibi kenar alanları, vazgeçilmez bir bileşen haline geliyor. Yükselişi basit bir maddi ikame değil, kontaminasyon ve başarısızlık risklerine karşı hassas bir grevdir.
"Sıfır-kontaminasyon "ortamı, geleneksel silikonun doğasında bulunan temel bir kusurdan kaynaklanmaktadır-Tabanlı Termal Malzemeler: Siloksan Gözden Geçirme. Operasyonel sıcaklıklar altında, geleneksel silikon pedler düşük salın-moleküler-Ağırlık siloksanları. Bu mikroskobik kirleticiler, kamera lensleri, IR filtreleri veya sensör yüzeyinin kendisi gibi hassas optik bileşenlere yağlı bir film oluşturabilir. Bu film, felaket optik kontaminasyonunu tetikleyerek ışık geçirgenliğinin azalmasına, bulanık görüntülere, kontrast azaltmaya ve hatta ateşli parlama veya hayaletlere yol açar. Karar için açık bir görüş alanına dayanan özerk bir sürüş sistemi için-yapmak, görüşünün bu "körleştirilmesi"-Müzakere edilebilir güvenlik kırmızı çizgi. Benzer şekilde, LiDAR sistemlerinde, kontamine bir optik pencere, algılama aralığını ve doğruluğunu doğrudan tehlikeye atarak lazer iletimini ve alımı zayıflatır.
Optik kontaminasyonun ötesinde, siloksanlar da bir cihazın elektrik güvenilirliği için bir tehdit oluşturur. Bu moleküller sürüklendiğinde ve elektrik kontaklarına yerleştiğinde—Röleler, anahtarlar veya konektörler içinde—Mikro-Operasyon sırasında meydana gelen ilak onları parçalayabilir. Bu işlem, oksijen varlığında, sert, yalıtımlı bir silikon dioksit tabakası oluşturur (Sio₂). Zamanla, bu yalıtım tabakası temas direncini önemli ölçüde arttırır ve sonuçta sinyal kesintisine veya anahtar arızasına yol açar. Bunedenle, son derece yüksek olan sistemlerde-Kameralar, milimetre gibi otomotiv elektroniği gibi dönem güvenilirlik gereksinimleri-dalga radarları ve yüksek-Etki Alanı Denetleyicilerini Hesaplayın (Ecus/Dcus) Onları entegre eden, bu riski azaltmak birincil tasarım ilkesi haline gelmiştir. Tam olarak bu iki temel ağrınoktasınedeniyle-Silikon termal pedler, sensör performansının ve güvenilirliğinin "görünmez koruyucusu" olarak hizmet veren tercih edilen malzeme haline gelmiştir.
Ancak, kuyuyu terk etmek-icra ve olgun silikon-olmayanlar lehine tabanlı sistemler-silikon malzemeler (tipik olarak akrilik-tabanlı polimerler) zorluklarla dolu teknolojik bir yoldur. Bunların en önemlisi, termal iletkenlik ve mekanik özellikler arasındaki hassas denge. Bir termal pedin yüksek iletkenliği, termal dolgu maddelerinin yüksek yüklenmesine dayanır, ancak-Silikon matris, doğası gereği silikondan daha az esnektir. Aşırı bir dolgu yükü, malzemeyi sert ve kırılgan hale getirir, sıkıştırılabilirliğini ve esnekliğini azaltır. Bu zayıf uygunluk, çip ve soğutucu arasındaki mikroskobik boşlukların etkili bir şekilde doldurulmasını önler, böylece arayüzey termal direnci arttırır ve genel soğutma etkisini baltalamaz. Hem yüksek termal iletkenlik hem de düşük stres özelliklerine sahip yeterli yumuşaklık elde etmek, her malzeme mühendisi için ilk büyük engeldir.
Sırada uzun süren yargılama-Terim güvenilirliği. Otomotiv ortamı serttir, sensörlerin ve bileşenlerinin performans bozulması olmadan 15 yıl boyunca termal döngü, titreşim ve şoka dayanmasını talep eder. Bir olmayan-Silikon malzeme, silikon muadili gibi zaman testine dayanabilir—Yüksek altında sertleşmeden, çatlama veya başarısız olmadan-ısı koşulları—Kapsamlı ve titiz yaşlanma testleri yoluyla doğrulama gerektirir. Ayrıca,-Silikon malzemeler genellikle kalıpta işlem zorlukları sunabilen daha yüksek yüzey yapışağı sergiler-kesme ve otomatik montaj.
Bu teknik engeller karşısında, maddi bilimdeki gelişmeler atılımlar sağlıyor. Formülasyon cephesinde yenilikler, yeni modifiye edilmiş polimer matrislerine öncülük etmek ve çoklu multi kullanmayı içerir-Değişen parçacık boyutları ve şekilleri ile termal dolgu maddelerinin modal karışımları. Bu, malzeme içinde yüksek verimli "termal karayolları" yaratır. Ek olarak, dolgu maddelerinin yüzey işlemi, polimer matrisle uyumluluğunu arttırır ve yumuşaklık ve termal performans arasında optimal bir denge elde eder. Güvenilirlik açısından, üreticiler endüstri standartlarından çok daha katı olan test protokolleri kuruyor ve yaşam döngüsü boyunca istikrarlı ürün performansını garanti etmek için aşırı koşulları simüle ediyorlar. Daha da önemlisi, malzeme tedarikçilerinin belirli uygulamalar için özelleştirilmiş çözümler oluşturmak için en erken aşamalardan sensör tasarımcılarıyla etkileşime geçtikleri işbirlikçi bir gelişme eğilimi ortaya çıkmıştır. Bu sadece termal performansı optimize etmekle kalmaz, aynı zamanda potansiyel riskleri sıfırdan da azaltır.
Sonuç olarak, olmayanların yaygın olarak benimsenmesi-Sensör endüstrisindeki silikon termal pedler, modern hassas imalatınnihai performans ve mutlak güvenilirlik arayışının kaçınılmaz bir sonucudur. Sadece bir termal yönetim problemi değil, aynı zamanda "silikon kontaminasyonunun"neden olduğu sistemik bir optik ve elektrik arızası riskini de ele alırlar. Herne kadar performansı dengelemede ve uzun süre sağlamada teknik zorluklar-Terim güvenilirlik devam ediyor, bu alandaki sürekli yenilik ve atılımlar, kesmenin istikrarlı ilerlemesi için sağlam ve güvenilir malzeme temelini sağlıyor-Otonom Sürüş ve Yüksek Gibi Edge Technologies-son görüntüleme