החשיבות של Adhesives in Modern Electronics

בעוד מכשירים אלקטרוניים ממשיכים לכווץ בגודל תוך השגת כוח עיבוד, ניהול תרמי יעיל הפך שיקול עיצוב קריטי. armally מוליכים דבקים (TCAs) משרת מטרה כפולה: הם מרכיבים אג"ח יחד תוך מתן פיזור חום ממקורות חום כגון מעבדים, ממריצים כוח, LEDs כדי חימום או כסמסיסים.

התכונות המרכזיות שהופכות את TCAs הכרחי כוללות: מוליכות תרמית (בדרך כלל 0.5-10 W / mK, עם כמה ניסוחים מתקדמים להגיע 15 W / mK או יותר), עובי אג"ח נמוך כדי למזער התנגדות תרמית, כוח דיאלקטרי גבוה עבור בידוד חשמלי, ומספיק כוח דבקה לשמירה על שלמות משותפת תחת רטט ומתח תרמי.

התקדמות חדשה ב TCA Technologies

בחמש השנים האחרונות, מאמצי R&D יצרו TCAs עם מוליכות תרמיות כמעט כפולות של חומרים קונבנציונליים. שיפורים אלה נובעים מהתקדמות בטכנולוגיה מלאת, כימיה פולימרית, וריפוי הכימיה.

ננו-חומר-Enhanced Fillers

Boron nitride (BN) כריות היברידיות, גרפן ננופליות, צינורות פחמן (CNTs), ו alumina (Al2O3) חלקיקים נפוצים כעת ב- TCAs high-end. כאשר מפוזרים ברקמות גבוהות, אלה למלא רשתות דלקתיות כי לשפר באופן דרמטי את זרימת החום.

Polymer Matrix Innovations

(הבחירה של ממטריקס פולימרי קובע כי יש חשיבות, גמישות ואמינות. סיליקון מבוסס TCAs להישאר פופולרי עבור טווח הטמפרטורה התפעולי רחב שלהם ונכסים מכניים יציבים.עם זאת, מערכות אקריליות ו-epoxy עכשיו לשלב פלחים גמישים לעמוד בהפרעות גבוהות של CTE ללא סדקים.L-exesing ניסוחים הם חיוניים עבור תרכובות ריקות בחלל ואלקטרוניקה מתקדמת:0nFLTs:

תכנון מכניזם ותהליך תאימות

אולטרה סגול (UV), לחות, ומערכות ריפוי חום מופעלות המאפשרות ליצרנים להתאים את זרימת הייצור. UV-curable TCAs לספק תרופה מהירה על הביקוש (שניים מתחת UV), המאפשר ייצור גבוה באמצעות חישוב של רכיבים כמו מודולים מצלמה וחיישנים. מערכות כפול-cure (U ואחריו לחות משנית או חום) להבטיח אזורי צל גם לרפא באופן מלא.

נמוך-Viscosity ו- Dispensable Formulations

ככל שנקודות הדחיסות של רכיב מגבירות, היכולת לפסול TCAs בקווים יפים או dots מבלי למחרוזת הופכת חיונית. לאחרונה ניסחה הדבקה של סודיות נמוכה (<2000 mPas) ניתן להסוות על כריות קטנות או לתוך פערים צרים באמצעות pneumatic או משככי כאבים.

איכות הסביבה וההפצה

תקנות מורכבות על תרכובות אורגניות תנודתיות (VOCs) וחומרים מסוכנים (RoHS, REACH) הובילו את הפיתוח של פורמולות ללא פתרון ונמוכות ל-VOC TCA.מונומרים חדשים המבוססים על ביולוגית וחומרים ממוחזרים נחקרים כדי להפחית את טביעת הרגל פחמן. יצרנים רבים מציעים כעת UL 94 V-0 דירוג ו-halogen-free אפשרויות.

יישומים ברחבי ייצור אלקטרוניקה

TCAs Advanced TCAs מצאו אימוץ כמעט בכל מגזר של אלקטרוניקה. להלן הם אזורי היישום המשמעותיים ביותר.

מוצרי אלקטרוניקה

בסמארטפונים וטאבלטים, TCAs להתחבר CPU / SoC למגן EMI או אמצע המסגרת, ביצוע חום רחוק תוך הגנה על רכיבים רגישים. Thin, דבקים גמישים גם לאבטח את הסוללה ללא צורך במברגים או קלפיות. עבור טלפונים מתקפלים, TCA מתוחה המתחזקת באמצעות עקיפה חוזרת כבר מסחרית.

רכב ורכב חשמלי (EVs)

מערכות ניהול סוללות דורשות נטיות תרמיות ששרדו תנודות טמפרטורה רחבות (-40 מעלות צלזיוס ל +150 ° C) ומתחים גבוהים.ה פערים מוליכים למחצה (לעתים נקראות כריות ניתנות לפירוק) ממלאים פערים גדולים בין תאי סוללה ולוחות קירור.

מרכז מחשוב ומידע גבוה

מעבדים, GPUs ומודולים זיכרון בשרתים מייצרים חום עצום לאזור יחידת.TCAs להחליף את הדימום התרמית בכמה אסיפות שבהן נדרשת גם שימור מכני. adhesives Low-modulus להפחית את הלחץ על חבילות גדולות בזמן רכיבה תרמי.עם עלייה של ארכיטקטורות השבבים, TCAs משמשים כדי לצריפים כדי interposers או להפיץ חום, להבטיח מסלולים תרמיים.

LED תאורה ומודולים כוח

LEDs בעוצמה גבוהה רגישים לטמפרטורת צומת; מעל גבולות להפחית את התפוקה האור ואת תוחלת החיים. TCAs לחסל את הצורך עבור ברגים או קליפים תוך מתן נתיבים תרמיים תת-קרקעית אלומיניום. insulated bipolar Transistor (IGBT) מודולים, בידוד חשמלי TCAs מת כדי substrates קרמיקה, לעתים קרובות פועל at 10 > V.

בגדים ומכשירים רפואיים

אלקטרוניקה לבישת דורשת נטיות גמישות, ביו-איות שאינן תואמות שיכולות לעמוד בפני זיעה ותנועה. TCAs תואמים ביולוגית משמשים כיום בחיישנים הקשורים לעור ומכשירים הניתנים להשתלה.

אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות התקדמות מרשימה, כמה מהמכשולים נשארים לפני TCAs יכול לפסול את הטמונים המסורתיים ולמכור.

אחריות תחת מתח סביבתי

חשיפה ממושכת לחום, לחות, ורכיבה תרמית יכולה להפיג את האג"ח הדבק ואת רשת מלא, הגדלת ההתנגדות התרמית לאורך זמן. Accelerated בדיקות ההזדקנות (ראה FLT:0IEEE על TCA אמינות FLT:1) מראה כי מילוי קערה ופולימרמרץ פולימר הם מצבי כישלון ראשוני.

עלויות ו Scalability

ננו-נו-מטלרים איכותיים כמו BN או גרפן נשארים יקרים. תהליכי ייצור המיישרים במהלך פיזור מורכבות.עם זאת, כאשר נפח הייצור עולה ומחזרים משתפרים, עלויות צפויות לרדת.הפיתוח של שיטות מדרגיות כמו היישור המושרה ביציאה מבטיח.

תהליכי אינטגרציה

קווי אסיפה רבים הם אופטימליים עבור זרימה מכרה או פיזור תרמיים.שינוי בתהליך דבק עשוי לדרוש זמן ריפוי ארוך יותר, תיקונים נוספים, או ניקוי זהיר. דלת-טמפרטורה, הדבקה מהירה במהירות שניתן לשלב לתוך קווי איסוף קיימים ומיקום הם אזור מיקוד.

כיוונים עתידיים למחקר

(ב) בהתבוננות קדימה, כמה מגמות יעצבו את הדור הבא של TCAs.FLT:0) Machine LearningveFLT:1 משמש לחיזוי מורפיולוגיות ורכבי פולימרים אופטימליים, צמצום הזיהומים הניסוייים.FLT:2Self-healf-healf-healing adhsssto-ofcLT 3 ואילך, אשר תיקון מיקרו-cracks הנגרמת על ידי מתח תרמי יכול לשפר באופן דרמטי את האמינות על ידי 3Dalects-Falects-Falects-Falects-FlastiOS-Flastalects (מתאים) לאחר מכן, לאחר מכן, 3Dectsivedive, 3.

מסקנה

הדבקים המוליכים למחצה התפתחו ממוצרי נישה לצריפים חיוניים של הרכבה האלקטרוניקה המודרנית.עם מולי מוליכות תרמיות עכשיו מעל 10 W/mK, בידוד חשמלי חזק, ואפשרויות ריפוי תכליתיות, הם פותרים אתגרים ניהול תרמיים חומרים מסורתיים כי חומרים מסורתיים לא יכולים.כפי שמניפסטים כוח המכשיר ממשיכים להגדיל את תהליכי הייצור וההרכבות שלהם דורשים פשטות רבה יותר, TCAs יישארו תחום תוסס של מהנדסים ומהנדסים, ומוכרים על ידי מעודכנים על ידי , צריך להישאר על ידי קריטריונים פוטנציאליים, כדי לפתח תקינים, כדי לאסוף קריטריונים מתאימים, כדי לאסוף קריטריונים מתאימים יותר, כדי לאסוף קריטריונים מתאימים יותר, כדי לאסוף קריטריונים מתאימים יותר, כדי לאסוף קריטריונים מתאימים יותר, כדי לאסוף קריטריונים מתאימים יותר, כדי לאסוף קריטריונים מתאימים יותר, כדי ליצור שיתופי פעולה עם קריטריונים מתאימים עבור ספקים.