Bladefri blandingmaskine til termisk forbindelsesmasse til lav termisk modstand

Hvad er blanding og afgassning af termisk pasta og -gel?
Det er processen med at dispergere termisk ledende fyldstoffer jævnt i en silikone- eller harpmatrix og fjerne mikrobobler under vakuum, så den færdige forbindelse leder varme som beregnet.

AI-servere, 5G-basestationer og elbilens strømelektronik genererer meget varme, og materialer til termisk styring er blevet en kategori med høj risiko.
Termiske geler og pastaer erstatter gradvist traditionelle pads, fordi de kan påføres med lav spænding, let komprimeres og er velegnede til automatisk dosering.
Forberedelsen af dem er dog langt mere krævende end blanding af olie og pulver.

Termiske geler kombinerer typisk silikoneresin med meget høje mængder af ledende fyldstoffer såsom aluminiumoxid, bor-nitrid og zinkoxid – ofte over 70 vægtprocent.
Høj faststofindhold skaber en række procesproblemer, der direkte begrænser den termiske ydeevne.

De fire problemer ved blanding med højt faststofindhold

• Ujævn fyldstofdispersion.
  Pulveragglomerater eller sætter sig på beholderens bund, hvilket fører til lokale ubalancerede fyldstofforhold.
  Den termiske sti brydes, og den termiske modstand svinger uforudsigeligt.
• Olie-pulver-separation.
  Når oliefasen og pulveret ikke er tilstrækkeligt bundet, sker der lagdeling efter opbevaring, og batch-ydeevnen bliver ustabil.
• Procesvarme.
  Skærslib fra blanding med høj faststofindhold øger viskositeten og bremser testning, hvilket forlænger udviklingen af formuleringen.
• Bobler, der blokerer varme.
  Luft er en dårlig varmeleder.
  Selv små mikrobobler nedbryder tydeligt varmeledningsevnen og pålideligheden.

Firetrinsforberedelsesprocessen

1. Forblanding.
   Vægt oliefasen og fyldstofferne efter formuleringen og bland dem først ved lav hastighed (ca. 500–1000 omdr./min i 1–2 minutter), så pulveret bliver vådt, inden der arbejdes ved høj hastighed.
2. Fordeling.
   Bland centrifugalt ved ca. 1500–2000 omdr./min i 2–3 minutter for at nedbryde agglomerater og suspenderer fyldstofferne jævnt.
3. Udvandning under vakuum.
   Hold under vakuum på ca. 0,2 kPa i 2–4 minutter for at fjerne mikrobobler og genoprette den termiske sti.
4. Verificer.
   Tjek for adskillelse og mål termisk ledningsevne og viskositet for at bekræfte, at batchen er stabil og inden for specifikationerne.

Hvorfor SMIDAs planetariske centrifugalmikser til termiske materialer

SMIDAs design løser hvert problem direkte:

• Blandning uden padder.
  Hårde keramiske fyldstoffer kommer aldrig i kontakt med metaldele, så der opstår ingen slitage og ingen forurening.
• Vakuumafgassning.
  Mikrobobler, der ville virke som termiske afbrydere, fjernes i samme cyklus.
• Valgmulighed for temperaturregulering.
  TTC-modeller forhindrer overophedning ved blanding af materialer med højt faststofindhold, beskytter viskositeten og fremskynder testning.
• Skalering op på en enkelt platform.
  Fra 1 g laboratorieprøver til produktionsbatches på over 100 kg (udstyrsområde fra 150 g til over 100 kg) overføres de samme parametre direkte – ingen genindstilling ved skaleringsforøgelse.

Ofte stillede spørgsmål

Hvorfor viser min termiske pasta inkonsekvent termisk ledningsevne mellem batches?

To årsager dominerer: udisperserede fyldstofflokker og indfanget mikrobobler.
Komplet dispersion efterfulgt af vakuumdegassning fjerner begge problemer, og gemte parametre sikrer identiske batches hver gang.

Kan en planetarisk centrifugalblander virkelig håndtere fyldningsgrad på over 70 %?

- Ja, det er jeg.
Centrifugalkraften belaster hele batchen samtidigt, så endda meget højfast stoffer blandes jævnt uden døde zoner – noget, som knivblandere har svært ved at opnå.

Forbedrer vakuumdegassning virkelig den termiske ydelse?

- Ja, det er jeg.
Luft har meget lav termisk ledningsevne.
Fjernelse af mikrobobler gendanner kontakt mellem fyldstoffpartikler og matrix, hvilket måleligt sænker den termiske modstand.

Hvordan skalerer jeg op fra R&D til produktion?

Lås procesparametrene på en lille maskine først, og gendan derefter disse på en større model fra samme platform.
SMIDA tilbyder tværekapacitetsprøveafprøvning for at validere skaleringsprocessen, inden du forpligter dig.

Termiske materialer sælges ud fra deres evne til at transportere varme, og blanding samt udgasning afgør, hvor stor en del af denne evne der faktisk leveres.
Send en prøve af din sammensætning til SMIDA-laboratoriet til en gratis afprøvning, og vi sender dig data om termisk ledningsevne og bobleniveau, så du kan vurdere processen – ikke kun maskinen.