Không-Miếng đệmnhiệt silicon: Người bảo vệ vô hình của các cảm biến chính xác vànhững đột phá kỹ thuật của chúng

Trong thế giới của các cảm biến chính xác,nơi mọi tín hiệu bị bắt đều có tầm quan trọng tối quan trọng,nhiệt độ là một đối thủ vô hình đối với hiệu suất. Để chếngự con thúnhiệtnày, các vật liệu giao diệnnhiệt đã được phát triển để hoạt độngnhư một cây cầu quan trọng, chuyểnnhiệt từ chip sang tảnnhiệt. Trong sốnhiều giải pháp, một vật liệu dườngnhư thích hợp—không-Silicone Thermal Pad—đã đượcnâng lên thành một tiêu chuẩn vàng trong việc cắt-Các trường Edgenhư máy ảnh ô tô và Lidar, trở thành một thành phần không thể thiếu. Sự gia tăng củanó không phải là một sự thay thế vật chất đơn giản mà là một cuộc đình công chính xác chống lạinhững rủi ro ônhiễm và thất bại.
Sự theo đuổi khôngngừng của một "số không-Sự ônhiễm "Môi trường bắtnguồn từ một lỗ hổng cơ bản vốn có trong silicone truyền thống-Dựa trên vật liệunhiệt: Siloxane vượt trội. Dướinhiệt độ hoạt động, miếng đệm silicon thông thường giải phóng thấp-phân tử-trọng lượng siloxan. Những chất gây ônhiễm siêunhỏnày có thể di chuyển lên các thành phần quang học chính xác, chẳng hạnnhư ống kính camera, bộ lọc IR hoặc bề mặt cảm biến, tạo thành một màng dầu. Bộ phimnày kích hoạt ônhiễm quang học thảm khốc, dẫn đến giảm độ truyền ánh sáng, hình ảnh mờ, giảm độ tương phản và thậm chí là ánh sáng chói hoặc bóng ma. Đối với một hệ thống lái xe tự trị dựa vào một tầmnhìn rõ ràng cho quyết định-làm cho, "sự mù mắt" của tầmnhìn củanó là một-Thương lượng an toàn đường màu đỏ. Tương tự, trong các hệ thống LIDAR, một cửa sổ quang bị ônhiễm làm suy yếu truyền và tiếpnhận laser, trực tiếp ảnh hưởng đến phạm vi phát hiện và độ chính xác.
Ngoài ônhiễm quang học, siloxan còn gây ra mối đe dọa cho độ tin cậy của thiết bị. Khi các phân tửnày trôi và định cư trên các tiếp điểm điện—trong rơle, công tắc hoặc đầunối—Các vi mô-arcing xảy ra trong quá trình hoạt động có thể phá vỡ chúng. Quá trìnhnày, với sự hiện diện của oxy, tạo thành một lớp cứng, cáchnhiệt của silicon dioxide (Sio₂). Theo thời gian, lớp cách điệnnày làm tăng đáng kể điện trở tiếp xúc, cuối cùng dẫn đến gián đoạn tín hiệu hoặc lỗi chuyển đổi. Do đó, trong các hệ thống có rất dài-Yêu cầu độ tin cậy có kỳ hạn, chẳng hạnnhư thiết bị điện tử ô tônhư máy ảnh, milimet-radar sóng và cao-Tính toán bộ điều khiển miền (Ecus/DCUS) Điều đó tích hợp chúng, giảm thiểu rủi ronày đã trở thành mộtnguyên tắc thiết kế chính. Chính xác là do hai điểm đau cốt lõinày không-Các miếng đệmnhiệt silicon đã trở thành vật liệu được lựa chọn, đóng vai trò là "người bảo vệ vô hình" về hiệu suất và độ tin cậy của cảm biến.
Tuynhiên, từ bỏ giếng-biểu diễn và silicone trưởng thành-các hệ thống dựa trên không-Vật liệu silicon (Thông thường acrylic-dựa trên polyme) là một con đường côngnghệ đầy thách thức. Điều quan trọngnhất trong sốnày là sự cân bằng tinh tế giữa độ dẫnnhiệt và tính chất cơ học. Độ dẫn cao của một padnhiệt phụ thuộc vào chất làm đầynhiệt cao,nhưng không-Ma trận silicon vốn đã ít dẻo hơn silicon. Một tải trọng quá mức làm cho vật liệu cứng và giòn, làm giảm khảnăngnén và khảnăng phục hồi củanó. Tính phù hợp kémnàyngăn không chonó lấp đầy các khoảng trống siêunhỏ giữa chip và tảnnhiệt, do đó làm tăng khảnăng chốngnhiệt giao thoa và làm suy yếu hiệu ứng làm mát tổng thể. Đạt được cả độ dẫnnhiệt cao và độ mềm đủ với đặc điểm căng thẳng thấp là trởngại lớn đầu tiên cho mọi kỹ sư vật liệu.
Tiếp theo là thửnghiệm dài-Độ tin cậy có kỳ hạn. Môi trường ô tô rất khắcnghiệt, yêu cầu các cảm biến và các thành phần của chúng chịu được hơn 15năm đạp xenhiệt, rung và sốc mà không bị suy giảm hiệu suất. Cho dù là không-Vật liệu silicon có thể chịu đựng được thửnghiệm của thời giannhư đối tác silicon củanó—mà không làm cứng,nứt hoặc thất bại dưới mức cao-điều kiệnnhiệt—Yêu cầu xácnhận thông qua các bài kiểm tra lão hóa rộng rãi vànghiêmngặt. Hơnnữa, không-Vật liệu silicon thường thể hiện bề mặt cao hơn, có thể đưa ra các thách thức xử lý trong khuôn-Cắt và lắp ráp tự động.
Trướcnhững rào cản kỹ thuậtnày,những tiến bộ trong khoa học vật chất đang cung cấpnhững đột phá. Về mặt công thức,những đổi mới bao gồm ma trận polymer mới được sửa đổi và sử dụngnhiều-Hỗn hợp phương thức của chất độnnhiệt với kích thước và hình dạng hạt khácnhau. Điềunày tạo ra "đường cao tốcnhiệt" hiệu quả cao trong vật liệu. Ngoài ra, xử lý bề mặt các chất làm đầy tăng cường khảnăng tương thích của chúng với ma trận polymer, đạt được sự cân bằng tối ưu giữa độ mềm và hiệu suấtnhiệt. Về độ tin cậy, cácnhà sản xuất đang thiết lập các giao thức thửnghiệmnghiêmngặt hơnnhiều so với các tiêu chuẩnngành, mô phỏng các điều kiện khắcnghiệt để đảm bảo hiệu suất sản phẩm ổn định trong suốt vòng đời củanó. Quan trọng hơn, một xu hướng phát triển hợp tác đã xuất hiện, trong đó cácnhà cung cấp vật liệu tham gia với cácnhà thiết kế cảm biến từ các giai đoạn sớmnhất để tạo ra các giải pháp tùy chỉnh cho các ứng dụng cụ thể. Điềunày không chỉ tối ưu hóa hiệu suấtnhiệt mà còn giảm thiểu rủi ro tiềm ẩn từ đầu.
Tóm lại, việc áp dụng rộng rãi không-Các miếng đệmnhiệt silicon trongngành cảm biến là hậu quả không thể tránh khỏi củanhiệm vụ sản xuất chính xác hiện đại cho hiệu suất cuối cùng và độ tin cậy tuyệt đối. Họ giải quyết không chỉ là một vấn đề quản lýnhiệt, mà lànguy cơ hệ thống của sự cố quang học và điện gây ra bởi "ônhiễm silicon". Mặc dùnhững thách thức kỹ thuật trong việc cân bằng hiệu suất và đảm bảo lâu dài-Độ tin cậy thời hạn vẫn tồn tại, đó là sự đổi mới và đột phá liên tục trong lĩnh vựcnày cung cấpnền tảng vật chất vững chắc và đáng tin cậy cho sự tiến bộ ổn định của việc cắt-các côngnghệ cạnhnhư lái xe tự trị và cao-kết thúc hình ảnh