Bladefri termisk forbindelsesmikser for lav termisk motstand

Hva er blanding og avlufting av termisk pasta og gel?
Det er prosessen der termisk ledende fyllstoffer fordeler seg jevnt i en silikon- eller harpiksmatrise, og mikrobobler fjernes under vakuum, slik at den ferdige forbindelsen leder varme som designet.

AI-tjenere, 5G-basestasjoner og kraftelektronikk for elbiler genererer mye varme, og materialer for termisk styring har blitt en kritisk kategori.
Termiske geler og pastaer erstatter gradvis tradisjonelle pakninger fordi de påføres med lav stress, komprimeres lett og egner seg for automatisk dosering.
Likevel er forberedelsen av dem langt mer krevende enn å blande olje og pulver.

Termiske geler kombinerer typisk silikonharpiks med svært høye mengder ledende fyllstoffer som aluminiumoksid, bor-nitrid og sinkoksid – ofte over 70 vektprosent.
Høy faststoffinnhold skaper en rekke prosessproblemer som direkte begrenser termisk ytelse.

De fire problemene med blanding med høyt faststoffinnhold

• Ujevn fyllstoffdispersjon.
  Pulveragglomerater eller setter seg på bunnen av beholderen, noe som fører til lokale ubalanserte fyllstoffforhold.
  Den termiske veien brytes, og den termiske motstanden svinger uforutsigbart.
• Olje-pulver-separasjon.
  Når oljefasen og pulveret ikke er godt bundet, stratifiseres sammensetningen etter stående tid, og partiytelsen varierer.
• Prosessvarme.
  Skjærfriction fra blanding med høy faststoffandel øker viskositeten og senker testhastigheten, noe som utvider utviklingen av formelen.
• Bobler som blokkerer varme.
  Luft er en dårlig varmeleder.
  Selv små mikrobobler reduserer synlig varmeledningsevne og pålitelighet.

Femtrinnsforberedelsesprosessen.

1. Forblanding.
   Vei oljefasen og fyllstoffer etter formelen, og bland forhåndslangsomt (ca. 500–1000 omdreininger per minutt i 1–2 minutter) slik at pulveret blir vått før høyhastighetsblanding.
2. Fordeling.
   Bland sentrifugalt ved ca. 1500–2000 omdreininger per minutt i 2–3 minutter for å bryte opp agglomerater og suspendere fyllstoffene jevnt.
3. Avlufting under vakuum.
   Hold under vakuum på 0,2 kPa-nivå i 2–4 minutter for å fjerne mikrobobler og gjenopprette varmeledningsbanen.
4. Verifiser.
   Sjekk om det er separasjon, og mål varmeledningsevne og viskositet for å bekrefte at batchen er stabil og innenfor spesifikasjonene.

Hvorfor SMIDAs planetariske sentrifugalmikser for termiske materialer

SMIDAs design løser hvert problem direkte:

• Blande uten blad.
  Hard keramisk fyllstoff kommer aldri i kontakt med metalldele, så det oppstår ingen slitasje og ingen forurensning.
• Vakuumavgassing.
  Mikrobobler som ville fungert som termiske kretsbrytere fjernes i samme syklus.
• Valgfritt temperaturreguleringssystem.
  TTC-modeller hindrer overoppheting ved blandingsprosesser med høy faststoffandel, beskytter viskositeten og akselererer testingen.
• Skalering opp på en enkelt plattform.
  Fra 1 g laboratorieprøver til produksjonsbatcher på 100 kg eller mer (utstyrsområde fra 150 g til 100 kg eller mer) overføres de samme parameterne direkte – ingen nyinnstilling nødvendig ved skaleringsprosessen.

Ofte stilte spørsmål

Hvorfor viser min termisk ledende pasta uregelmessig termisk ledningsevne mellom batcher?

To årsaker dominerer: ufordelte fyllstoffagglomerater og innfanget mikrobobler.
Fullstendig dispersjon etterfulgt av vakuumavgassing fjerner begge, og lagrede parametere sikrer identiske resultater for hver batch.

Kan en planetarisk sentrifugalmikser virkelig håndtere fyllstoffinnhold på 70 % eller mer?

Ja, det er det.
Sentrifugalkraften påvirker hele batchen samtidig, slik at selv svært høyfaststoffholdige forbindelser blandes jevnt uten døde soner – noe blademiksere sliter med å oppnå.

Forbedrer vakuumavgassing virkelig den termiske ytelsen?

Ja, det er det.
Luft har svært lav termisk ledningsevne.
Fjerning av mikrobobler gjenoppretter kontakt mellom fyllstoffpartikler og matrisen, noe som målbart reduserer termisk motstand.

Hvordan skal jeg skalerte fra forskning og utvikling til produksjon?

Lås prosessparametrene på en liten maskin først, og gjenta deretter disse på et større modell fra samme plattform.
SMIDA tilbyr prøvetesting på tvers av kapasiteter for å validere skaleringsprosessen før du forplikter deg.

Termiske materialer selges basert på evnen til å overføre varme, og blanding samt avgassing avgjør hvor mye av denne evnen som faktisk oppnås.
Send inn et prøveutvalg av din sammensetning til SMIDA-laboret for en gratis test, og vi sender tilbake data om termisk ledningsevne og boblenivå, slik at du kan vurdere prosessen – ikke bare maskinen.