Diagrama de încărcare a umpluturii BN: vâscozitate vs conductivitate termică de la 20 la 60% vol.

BN sferic din silicon are o curbă abruptă: 30% vol oferă 2,5 W/mK la 12 Pa·s, 45% vol ajunge la 5,3 W/mK la 110 Pa·s și 55% vol oferă 7,9 W/mK la 1400 Pa·s - o penalizare de 3×13× în viscozitate. De aceea, procentul de încărcare a umpluturii cu nitrură de bor în raport cu datele de conductivitate termică contează mai mult decât orice foaie de date cu un singur punct: fereastra utilă nu este niciodată acolo unde conductivitatea este cea mai mare, este acolo unde pompa încă se mișcă. Mai jos este curba completă de la 20 la 60% vol, capcana procentuală de greutate care face ca doi furnizori să nu fie de acord cu privire la același număr și încărcarea care funcționează de fapt pentru grăsime, umplutură de goluri, tampon și ghiveci.

XHT (Jiangsu Xinhetong New Material Technology Co., Ltd.) măsoară aceste curbe pe gradele de producție, iar cercetarea și dezvoltarea sa de laborator de tehnologii noi de materiale raportează k și vâscozitatea pe același lot, mai degrabă decât extrapolarea dintr-un model.

1. Cum arată de fapt curba de încărcare de la 20 la 60% vol?

Conductibilitatea crește lent până la aproximativ 35 vol%, apoi urcă aproape liniar la 9,4 W/mK la 60 vol%, în timp ce vâscozitatea crește exponențial de la prima particulă și depășește limita de distribuire de 400 Pa·s aproape de 50 vol%. Această formă este motivul pentru care procentul de încărcare a umpluturii cu nitrură de bor față de datele de conductivitate termică trebuie citite ca o pereche de curbe, nu una: un furnizor care citează k fără vâscozitatea potrivită omite jumătatea care decide dacă formularea poate fi realizată. Cele două curbe se intersectează acolo unde trăiesc formulările practice, iar acel punct de trecere este întreaga problemă de proiectare.

Două caracteristici explică majoritatea argumentelor de formulare. În primul rând, curba de conductivitate este convexă: primele 35% în volum cumpără 3,3 W/mK, în timp ce ultimele 15% în volum adaugă încă 4,6. Umplutura sub 30% vol este în mare parte un cost de vâscozitate. În al doilea rând, vâscozitatea este exponențială, nu liniară - trecerea de la 45 la 50% vol înmulțește vâscozitatea cu 3,5, care este punctul în care echipamentul de distribuire, nu chimia, stabilește limita.

Capcana greutate-procent

Furnizorii cotează % în greutate; fizica rulează pe vol%. Deoarece BN are o densitate de 2,2 g/cm³ față de 3,9 pentru alumină, același 60% în greutate înseamnă 40% în volum de BN, dar numai 30% în volum de alumină - așa că un cumpărător care compară sistemele „umplute cu 60% în greutate” compară două încărcări diferite. Acesta este cel mai frecvent motiv pentru care două laboratoare raportează k diferite pentru ceea ce arată ca o singură formulă și de ce o afirmație „60% în greutate BN, 6,6 W/mK” ar trebui citită ca o calitate bimodală la aproximativ 50% în volum, nu una unimodală la 40.

Ambalarea bimodală deplasează curba spre dreapta. Adăugarea de amenzi de 20-25% la o cincime din D50 crește plafonul de ambalare de la aproximativ 60 la 68% vol, ceea ce cumpără aproximativ 1 W/mK la vâscozitate neschimbată. Laboratorul de clasificare care decupează BN la D50 20 µm, de asemenea, gradează fabricarea de mărgele ceramice speciale de la 30 la 200 µm pe același instrument, astfel încât ferestrele de dimensiune sunt măsurate, nu presupuse.

✅ Concluzie: Sub 35% vol cumperi viscozitate, nu conductivitate; returnările încep doar deasupra acestuia.

2. Care este încărcarea optimă cu nitrură de bor în grăsimea termică siliconică?

45–50% vol. — aproximativ 65–69% în greutate — este optimul practic pentru unsoarea termică dispensabilă: furnizează 5,3–6,5 W/mK în timp ce rămâne sub plafonul de 400 Pa·s pe care îl tolerează majoritatea dozatoarelor. Sub 40 vol% formularea lasă 1–2 W/mK pe masă; peste 52 vol% compusul încetează să se comporte ca o grăsime și începe să se comporte ca o pastă care are nevoie de căldură și presiune.

Vâscozitatea compozitului epoxidic cu nitrură de bor la 40 procente în volum este un număr diferit de cel al carcasei din silicon - aproximativ 25-40 Pa·s, mai degrabă decât 55 - deoarece baza epoxidică este mai subțire și agentul de cuplare se schimbă umezirea. Această vâscozitate mai mică este motivul pentru care ghiveciul epoxidic poate rula 45% în volum acolo unde o grăsime siliconică nu: plafonul este fixat de suport, nu de umplutură.

Patru pârghii care mișcă curba fără a modifica încărcarea

1. Amestec bimodal - un amestec personalizat 5:1 de 20 µm și 4 µm cumpără 1 W/mK la vâscozitate constantă sau reduce vâscozitatea cu 40% la k constant.

1. Tratamentul suprafeței - un strat de silan sau titanat scade vâscozitatea cu 20-35% la 50% în volum prin ruperea frecării umplutură-umplutură.

1. Distribuire la cald - rularea compusului la 60–70 °C reduce vâscozitatea cu aproximativ 5 ori, ceea ce face posibilă 52–55% vol pe echipamentele existente.

1. Forma — sferică peste trombocite valorează mai mult de 10% vol din încărcare la vâscozitate egală, deoarece trombocitele se împachetează plat și se gelifică devreme.

Secvență practică: fixați mai întâi plafonul de vâscozitate din dozatorul dvs., apoi citiți încărcarea maximă din diagramă, apoi decideți dacă tratamentul bimodal sau de suprafață cumpără 1 W/mK suplimentar. Făcând-o în cealaltă ordine, produce o formulă care trece de laborator și oprește linia.

✅ Concluzie: setați mai întâi plafonul de vâscozitate, apoi citiți încărcarea de pe curbă - niciodată invers.

FAQ

Î: Încărcarea optimă cu nitrură de bor în unsoarea termică siliconică este aceeași pentru umplerea golurilor? R: Nu — umplerile pentru goluri se află cu 5–10% în volum mai jos, la 35–45% în volum, deoarece trebuie să curgă într-o cavitate de 1–3 mm la presiune scăzută. O formulă de grăsime mutată într-un dozator conceput pentru umplerea golurilor va înfometa pompa.

Î: Sunt de acord procentajul de încărcare a materialului de umplutură cu nitrură de bor publicat în comparație cu seturile de date de conductivitate termică? R: Rareori, iar motivul este de obicei % în greutate versus % în volum sau ambalare unimodală versus bimodală. Cereți baza, densitatea utilizată și metoda de testare înainte de a compara două curbe.

Î: Ce modificări în viscozitatea compozitului epoxidic cu nitrură de bor la 40 procente în volum? R: Se reduce la aproximativ 25–40 Pa·s față de 55 pentru silicon, deoarece baza epoxidice este mai subțire și agentul de cuplare se schimbă umezirea - iar durata de viață se scurtează pe măsură ce umplutura crește temperatura amestecului. XHT cotează direct din fabrică la 1 kg, 25 kg și 1 t, furnizează ferestre personalizate D50 pentru amestecuri bimodale și oferă calități OEM tratate la suprafață, cu o reducere de preț în vrac de la 100 kg. Cumpărătorii care compară transportatorii pot, de asemenea, să revizuiască producția de linii electronice de materiale speciale la aceeași vizită la fața locului.

Cereți curba, nu fișa de date

Trimiteți plafonul de vâscozitate al dozatorului și ținta k, iar XHT returnează o recomandare de încărcare cu curba măsurată în spate - cinci puncte de la 20 la 60% vol, k și vâscozitate pe același lot. Jiangsu Xinhetong New Material Technology Co., Ltd. livrează mostre de evaluare de 1 kg la gradul de producție, astfel încât curba să se transfere la linia dvs.