מכונה לערבוב חומר תרמי ללא להבים לשם התנגדות תרמית נמוכה

מהו ערבוב וניקוי מפקעי אוויר של משחות וג'לים תרמיים?
זהו תהליך הפיזור האחיד של ממלאים מוליכי חום במטריצה של סיליקון או רזין, והסרת פקעי האוויר המיקרוסקופיים תחת וואקום, כדי שהחומר הסופי יوصل חום כפי שעוצב.

שרתים מבוססי בינה מלאכותית, תחנות בסיס 5G ואלקטרוניקה להספקת חשמל לרכב חשמלי פועלים בטמפרטורות גבוהות, ולכן חומרים לניהול תרמי הפכו לקטגוריה קריטית.
ג'לים ופסטים תרמיים מחליפים באופן מתמיד את המצעים הקלאסיים, משום שהם נמנים בלחץ נמוך, מתכווצים בקלות ומתאימים להזרקה אוטומטית.
עם זאת, הכנתם דורשת מאמץ רב יותר מאשר ערבוב שמן ואבקה.

ג'לים תרמיים מכילים בדרך כלל רזין סיליקון עם ריכוז גבוה מאוד של ממלאים מוליכים, כגון אלומינה, ניטריד ברון ואוקסיד צינק — לעיתים קרובות מעל 70% מהמשקל.
התוכן הגבוה של חומר מוצק יוצר שרשרת של בעיות תהליך שמגבילות ישירות את הביצועים התרמיים.

ארבע הבעיות של ערבוב בעל תוכן גבוה של חומר מוצק

• פיזור לא אחיד של ממלא.
  אגרגטים של אבקה או שקיעה שלה לתחתית המיכל, מה שגורם לאיזון לא תקין של היחסים המקומיים של הממלא.
  המסלול התרמי נקטע והתנגדות תרמית משתנה באופן לא יציב.
• הפרדה של שמן ואבקה.
  כאשר הפאזה השמנית לא מחוברת היטב לאבקה, התערובת מתקבצת לאחר שהושארה במנוחה והביצועים של האצווה משתנים.
• חום תהליך.
  חיכוך גזירה שנגרם ע"י ערבוב עם ריכוז גבוה של מוצקים מעלה את הצמיגות ומאט את הבדיקות, מה שמייאר את פיתוח הנוסחה.
• فقירות שמפריעות למעבר החום.
  אוויר הוא מוליך חום גרוע.
  אפילו פקירות מיקרוסקופיות קטנות מדרדרות באופן ניכר את מוליכות החום והאמינות.

תהליך ההכנה בארבעה שלבים.

1. ערבוב מקדים.
   שקל את הפאזה השמנית ומלאכי המילוי לפי הנוסחה, ולאחר מכן ערבב מראש במהירות נמוכה (כ-500–1000 סל"ד למשך 1–2 דקות) כדי שהאבקה תרטיב לפני העבודה במהירות גבוהה.
2. פיצול.
   ערבב צנטריפוגלי במהירות של כ-1500–2000 סל"ד למשך 2–3 דקות כדי לפצל אגומראטים ולהרחיב את מלאכי המילוי באופן אחיד.
3. פינוי אוויר תחת וואקום.
   שמור בואקום ברמה של 0.2 קילו-פסקל למשך 2–4 דקות כדי להוציא את הפקירות המיקרוסקופיות ולשחזר את נתיב העברת החום.
4. אמת.
   בדוקו את ההפרדה, ומדדו את מוליכות החום והצמיגות כדי לאשר שהאצווה יציבה ובתנאי المواصفות.

למה עירבב כוכבי לכת סינקרוני של SMIDA לחומרים תרמיים

העיצוב של SMIDA פותר כל בעיה באופן ישיר:

• ערבוב ללא להבים.
  מילויים קרמיים קשיחים אינם נוגעים בחלקים מתכתיים, ולכן אין שחקה ואין זיהום.
• הסרת מיקרובועים בריק.
  מיקרובועים שיפסיקו את מעגל החום מסולקים באותו מחזור.
• אפשרות בקרת טמפרטורה.
  דגם TTC מונע חימום יתר בעת ערבוב חומרים בעלי ריכוז גבוה של מוצקים, ומשמר את הצמיגות וממהר את הבדיקות.
• הגדלת 용량 על פלטפורמה אחת.
  מהדגימות המעבדה של גרם אחד ועד ל партиות ייצור של 100 ק״ג ומעלה (טווח הציוד: 150 גרם עד 100 ק״ג ומעלה), אותם הפרמטרים עוברים ישירות — אין צורך להתאים מחדש את המערכת בעת הגדלת היקף הייצור.

שאולות נפוצות

למה משחת החום שלי מציגה מוליכות תרמית לא אחידה בין партиות?

שתי סיבות עיקריות מובילות לכך: צבירה של ממלא שלא התפזר כראוי, וفقעי אוויר מיקרוסקופיים שנלכדו בתערובת.
התפזרות מלאה ולאחריה הסרת אוויר תחת ריק, מסירים את שני הגורמים הללו, והפרמטרים שנצברו נאחזים בכל партиיה באופן זהה.

האם עירבוב צנטריפוגלי פלנטרי באמת מסוגל להתמודד עם טעינה של ממלא בשיעור גבוה מ-70%?

כֵּן.
הכוח הצנטריפוגלי פועל על כל партиית החומר בו זמנית, ולכן גם חומרים בעלי אחוז גבוה מאוד של ממלא מתערבבים באופן אחיד ללא אזורים 'מתים' — דבר שמערבלים מסוג להב מתקשים להשיג.

האם הסרת האוויר תחת ריק באמת משפרת את הביצועים התרמיים?

כֵּן.
לאויר מוליכות תרמית נמוכה מאוד.
הסרת הפועקים המיקרוסקופיים משחזרת את ההשקה בין חלקיקי הממלא לבין המטריצה, ומביאה לירידה מדידה בהתנגדות התרמית.

איך אני מרחיב את היקף העבודה מהמחקר והפיתוח לייצור?

לנעול את פרמטרי התהליך על מכונה קטנה תחילה, ואז לשכפל אותם על מודל גדול יותר מהפלטפורמה אותה.
SMIDA מציעה בדיקת דוגמאות חוצצת קיבולת כדי לאמת את הגדלת היקף הייצור לפני שתקבעו את הבחירה.

חומרי החום נמכרים לפי יכולתם להזיז חום, והערבוב וההסרת пузыרים קובעים כמה מהיכולת הזו אכן מושגת.
שלחו דגימה של התערובת שלכם למעבדת SMIDA לבדיקה בחינם, ואנו נחזיר לכם נתונים על מוליכות החום ורמת הבועות, כדי שתוכלו להעריך את התהליך, לא רק את המכונה.