Isı iletkenliği ve ısı dağıtımı için silisyum karbür tozu
Silisyum karbür (SiC) tozu, ısı iletken dolgu maddelerinde ve ısı dağıtım malzemelerinde yaygın olarak kullanılan yüksek kaliteli bir tozdur. Başlıca performans özellikleri yüksek ısı iletkenliği, düşük termal genleşme, yüksek kararlılık, yüksek yalıtım ve kolay doldurulabilirlik olup, bunlar aşağıdaki gibidir:
1. Alüminyuma kıyasla çok daha yüksek ısı iletkenliği.
– Teorik termal iletkenlik 200–490 W/(m·K) değerlerine ulaşabilir (farklı kristal formları arasında küçük farklılıklar mevcuttur; alfa faz silisyum karbürün termal iletkenliği beta fazından daha yüksektir).
– Pratik uygulamalarda dolgu maddesi olarak kullanıldığında, ısı iletkenliği alüminadan (Al₂O₃) önemli ölçüde daha yüksektir. Kompozit malzemelerin ısı iletkenliğindeki iyileşme, aynı dolgu maddesi içeriğinde daha belirgindir.
2. Düşük termal genleşme katsayısı, yarı iletkenler/seramiklerle iyi uyumluluk.
– Doğrusal genleşme katsayısı yaklaşık olarak 3,5–4,5 × 10⁻⁶ /℃’dir.
– Silikon çiplerine, seramik alt tabakalara ve alüminyum silisyum karbür (AlSiC) ambalaj kabuklarına benzer. Düşük termal gerilime, güçlü termal şok direncine sahiptir ve termal döngü nedeniyle çatlamaya yatkın değildir.
3. Son derece güçlü kimyasal kararlılık ve yüksek sıcaklık direnci
– 800℃ veya daha yüksek sıcaklıklarda bile bozulma veya ayrışma olmadan yapısal stabilitesini korur.
– Asitlere, alkalilere ve oksidasyona karşı dayanıklıdır; yüksek sıcaklıklarda reçineler veya metallerle zararlı arayüzey reaksiyonlarına girmez. Sonuç olarak, yüksek sıcaklıkta ısı dağıtımı ve yüksek güçlü cihaz ortamları için uygundur.
4. Elektrik Güvenliğini Etkilemeden İyi Elektrik Yalıtımı
– Yüksek saflıktaki SiC tozu, yüksek hacim direncine sahip olup, yarı yalıtkan/yalıtkan dolgu maddesi olarak sınıflandırılır.
– Isı yalıtım performansını düşürmeden ısı iletkenliğini artırır. Bu nedenle SiC tozu, ısı iletken yapıştırıcılar, ısı iletken pedler ve dolgu macunlarında kullanıma uygundur.
5. Yüksek Sertlik ve Aşınma Direnci, Uzun Süreli Çalışma Koşullarına Uygun
– Mohs sertlik derecesi yaklaşık 9,5 olup elmasa yakındır.
– Bu malzeme aşınmaya ve erozyona dayanıklıdır, yüksek güç ve yüksek güvenilirlik gerektiren ısı dağıtım yapıları ve kaplamaları için uygundur.
Özetle, SiC tozunun ısı dağıtımı alanındaki temel avantajları arasında yüksek termal iletkenlik, düşük termal genleşme, yüksek sıcaklık direnci, yalıtım, kararlılık ve yüksek dolgu kapasitesi yer almaktadır. Yüksek güçlü güç kaynakları, yeni enerji araçlarının elektronik kontrolü, IGBT’ler, optik modüller ve üst düzey elektronik ambalajlama gibi senaryolarda alüminanın yerini alabilen veya onunla birleştirilebilen yüksek performanslı, termal olarak iletken bir dolgu malzemesidir.
