現代電子工学の熱伝導性の接着剤の重要性

電子デバイスは、処理能力を向上しながらサイズを縮小し続け、効果的な熱管理は、重要な設計上の考慮事項となっています。 熱伝導性接着剤(TCAs)は、コンポーネントを結合し、プロセッサ、パワーアンプ、およびLEDなどの熱源からの熱放散を促進しながら、コンポーネントを結合してヒートシンクまたはシャシに容易にします。 効率的な熱伝達、性能低下、信頼性低下、および早期故障が一般的になります。 熱グリース、パワーアンプ、およびパワーコンプレッション、およびパワーコンプレッション、およびパワーコンプレッション、およびパワーコンプレッション、およびパワーコンプレッション、およびパワーコンプレッション、およびパワーコンプレッション、およびパワー、およびパワーコンプレッション、およびパワー、およびパワーコンプレッション、およびパワー、およびパワー、およびパワーコンプレッション、およびパワー、およびパワー、およびパワーコンプレッパの異なる、およびパワー、およびパワーコンパクエンスプリッション、およびパワー、およびパワーコンパクエンスプリッション、およびパワー、およびパワー、およびパワー、およびパワーコンパクエンスプリッション、およびパワー、およびパワー、およびパワー、およびパワーコンプレッ

TCAを欠く重要な特性は、熱伝導性(典型的に0.5～10 W/m・K、高度15 W/m・K以上の配合)、熱抵抗、電気絶縁用高誘電強度、振動および熱応力下での接合性を維持するために十分な接着強度を最小限にするために、低結束線の厚さを抑える機能です。低温度で硬化する能力は、フレキシブル回路や有機パッケージなどの温度感度基材での使用を可能にします。電気絶縁車両の上昇に伴い、高電力、高機能、高機能、高機能機器の需要が急速に高まります。

TCAテクノロジーの最近の進歩

過去5年間、研究開発の努力は、従来の材料の約2倍の熱伝導性を持つTCAを生産しています。これらの改良は、充填剤技術、ポリマー化学、化学の硬化の進歩から成ります。以下、最もインパクトのある開発を検討しています。

ナノマテリアル強化フィラー

ボルン窒化物(BN)板、グラフェンナノプレート、カーボンナノチューブ(CNT)、アルミナ(Al2O3)粒子はハイエンドTCAで一般的です。 高負荷の分岐に分散すると、これらのフィラーは熱流を飛躍的に改善する相関ネットワークを形成します。 たとえば、垂直に並べられたBNフィラーは、スループレーン方向に沿ってオリエントすることができ、電気絶縁回路を維持しながら10W / mを超える熱伝導率を達成する[F]は、より詳細な機能が要求されます。 [F]

ポリマー マトリックスの革新

ポリマーマトリックスの選択は、接着、柔軟性、信頼性を決定します。シリコンベースのTCAは、広い動作温度範囲と安定した機械的特性で人気が残っています。しかし、アクリルおよびエポキシシステムは、高-CTEの不一致を亀裂することなく耐えるために、柔軟なセグメントを組み込むようになりました。低-outgassing製剤は、航空宇宙および宇宙エレクトロニクスの真空-シールエンクロージャに不可欠です。 [Henkel's Lorts[FLT]と[F][FLT]]は、製品と[F]を合成する]と[F]を合成する] [F] [F] [FLT]] [F] [FLT] [FLT] [F] [FLT] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [

メカニズムの治癒とプロセスの互換性

紫外線(UV)、湿気および熱活動化させた治癒システムは製造業者が生産の流れを合わせることを可能にします。紫外線硬化性TCAsは要求(紫外線の下の秒)の急速な処置を、カメラ モジュールおよびセンサーのような部品の高いスループットの製造業を可能にします。二重腐食システム(紫外線は二次湿気か熱硬化によって続きます)は影区域を十分に治すことを保障します。低温熱は(60–80 °C)過度の熱が細胞に損傷するかもしれない電気車の電気車で電池の関係のために重要である。

低粘度・分散型処方

コンポーネント密度が増加するにつれて、細かいラインや点数の TCA を分散させる能力は不可欠です。最近、低粘度接着剤(<2000 mPa·s)を少量のパッドに噴射したり、空気圧またはピエゾ駆動のディスペンサーを介して狭いギャップにすることができます。これらの材料は、表面を湿らせ、ボンドラインの厚さを20 μm未満に抑え、熱抵抗を下げることもできます。

環境・規制遵守

揮発性有機化合物(VOC)および有害物質(RoHS、REACH)に関する厳格な規制は、無溶剤および低VOC TCA製剤の開発を主導しています。新しいバイオ ベースのモノマーおよびリサイクル充填剤材料は、炭素排出量を削減するために探されています。 多くのメーカーは、現在UL 94 V-0定格およびハロゲンフリーオプションを提供しています。

電子機器製造のアプリケーション

高度TCAは、電子機器アセンブリのほぼすべてのセグメントに採用を見つけました。 以下は、最も重要なアプリケーション領域です。

消費者エレクトロニクス

スマートフォンやタブレットでは、EMIシールドや中盤にCPU/SoCを結合し、感度の高い部品を遮蔽しながら熱を放ちます。薄く、柔軟性のある接着剤は、ネジやクランプを必要としないバッテリーも確保します。折りたたみ式携帯電話では、繰り返し曲げによる導電性を維持できる延伸型TCAが商用化されています。

自動車・電気自動車(EV)

パワーインバータ、オンボード充電器、およびバッテリー管理システムは、広い温度スイング(-40 °C〜+ 150 °C)と高電圧を生き残る熱接着剤を必要とします。 熱伝導ギャップフィラー(使い捨てパッドと呼ばれることもあります)は、電池セルと冷却プレート間の大きなギャップを埋めます。 [DOWのDOWSILTM TC-2035は、一対part、EV用粘着剤、自動車用油、およびグリースなどの電気抵抗の一例です。

高性能コンピューティングとデータセンター

プロセッサ、GPU、メモリモジュールは、サーバー内のユニット領域ごとに非常に熱を発生させます。 TCAsは、機械的保持が必要なアセンブリに熱グリースを交換します。 低弾性接着剤は、熱循環中に大ダイパッケージのストレスを軽減します。 チップレットアーキテクチャの上昇に伴い、TCAは、チップレットをインターポジターまたは熱拡散器に結合し、均一な熱経路を保証します。

LED照明およびパワーモジュール

高出力LEDは接合温度に敏感です。限界を超えると、光出力と寿命が低下します。 TCAは、アルミニウム基板への熱路を提供しながら、ネジやクリップの必要性を排除します。絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)モジュールでは、電気的にTCAsボンドダイをセラミック基板に分離し、多くの場合、 >10kV絶縁で動作します。

ウェアラブル・医療機器

ウェアラブルエレクトロニクスは、汗や動きに耐えることができる柔軟性、生体適合性接着剤を必要とします。バイオ 互換 TCA は、皮膚接触センサーおよびインプラント可能なデバイスで使用されています。 ギャップのない湾曲、ミニチュア表面に接着する能力はアセンブリを簡素化します。

チャレンジと未来の方向性

印象的な進歩にもかかわらず、TCAsが従来のTIMやはんだを完全に変位することができる前にいくつかのハードルが残っています。

環境ストレスの信頼性

熱、湿気および熱循環への延長された露出は付着力の結束および注入口ネットワークを、増加します熱抵抗を時間上の分解できます。加速された老化テスト([) TCAの信頼性のIEEEの研究)は注入口のセッターおよびポリマークリープが第一次失敗モードであるショーをです。研究者は注入口を中断し、十字リンク密度の最適化を抵抗するために保つためにthixotropicの添加物を調査しています。

コストとスケーラビリティ

BNやグラフェンなどの高品質ナノフィラーは高価です。 分配中にフィラーを揃える製造プロセスは複雑さを追加します。 しかし、生産量が増加し、リサイクルが改善されるにつれて、コストは低下する予定です。 押出のせん断誘導アライメントのようなスケーラブルな方法の開発は有望です。

プロセス統合チャレンジ

はんだのリフローや熱グリースの調合のために多くのアセンブリラインが最適化されます。 接着プロセスの変更は、長い治癒時間、追加の備品、または慎重な清掃を必要とする場合があります。 低温、既存のピックアンドプレイスラインに統合できる高速硬化接着剤は、焦点領域です。

今後の研究の方向性

今後、TCAの次世代を形にするいくつかの傾向が現れます。 機械学習は、最適なフィラーの形態とポリマー組成を予測し、実験的な反復を減らすために使用されます。 []]] - 自己治癒接着剤 - ] 熱応力によるマイクロひびが長期的信頼性を大幅に向上させることができる。 最後に、熱硬化剤は、その後に3方向に使用されます。 [FLT] [FLT] は、 、 、 再構成されると 、 再構成されると 。 [FLT] は、 後方程に使用されます。 [FLT] は、 、 、 、 、 または [FLTFLTFLT:] または が、 または または または または または または の方向性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性接着剤は、 または を または を を または または または または または または または または または または または

コンテンツ

熱伝導性接着剤は、ニッチ製品から現代の電子機器アセンブリの重要な有効化に進化しました。 熱伝導性は10 W / m ・ K、強烈な電気絶縁、および多用途硬化オプションを超えることで、従来の材料ができない熱管理の課題を解決します。 デバイスの電力密度が増加し、アセンブリプロセスがよりシンプルさを要求するにつれて、TCAは、技術革新の活気のある領域を維持します。 エンジニアやデザイナーは、材料の進歩について常に通知し、電子機器の最適な性能を組み立てるために、サプライヤーと協力する必要があります。