Enkapsulant Silikon Berkinerja Tinggi DOWSILTM 170 dalam Modul Pasokan Listrik Komunikasi Industri 5G

Dengan pesatnya kemajuan teknologi 5G, infrastrukturnya, khususnya modul catu daya di dalam stasiun pangkalan komunikasi, menghadapi tuntutan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Modul-modul ini harus beroperasi secara andal dan terus-menerus dalam kondisi yang keras yang melibatkan fluktuasi suhu ekstrem, getaran frekuensi tinggi, kelembaban, dan debu, sambil memastikan pembuangan panas yang efektif di bawah kepadatan daya tinggi dan keandalan isolasi listrik jangka panjang. Produsen peralatan komunikasi terkenal (selanjutnya disebut sebagai "pelanggan") menghadapi tantangan berat ini saat merancang modul catu daya stasiun pangkalan 5G kelas industri generasi baru mereka.

​​Tantangan & Persyaratan:​​

Modul daya pelanggan mengintegrasikan komponen sensitif seperti transformator frekuensi tinggi, induktor daya, MOSFET, dan IC kontrol presisi. Pengujian awal dengan enkapsulan resin epoksi tradisional mengungkapkan masalah signifikan: Pertama, kekerasan tinggi dan modulus tinggi dari resin epoksi yang dikeringkan menghasilkan tegangan internal yang substansial selama siklus termal yang intens (-40°C hingga +85°C) karena ketidakcocokan koefisien ekspansi termal (CTE) antara epoksi, komponen, PCB, dan rumah logam. Hal ini menyebabkan retakan mikro atau patahan pada kapasitor keramik multilayer (MLCC) dan kegagalan sambungan solder. Kedua, muncul titik panas internal, dan konduktivitas termal yang tidak mencukupi (kira-kira 0,2 W/mK) dari enkapsulan tradisional menyebabkan perangkat daya kritis terlalu panas, mengganggu umur dan efisiensi keseluruhan. Mereka sangat membutuhkan bahan yang secara bersamaan dapat memberikan penyerapan tegangan yang sangat baik, konduktivitas termal yang baik, kemampuan perbaikan yang mudah, dan tahan api bersertifikasi UL.

​​Pemilihan Bahan: DOWSIL™ 170 Silicone Elastomer​​

Setelah evaluasi ekstensif dan pengujian yang ketat, pelanggan akhirnya memilih enkapsulan silikon dua bagian DOWSIL™ 170 dari Dow sebagai solusi mereka. Keputusan tersebut didasarkan pada sifat komprehensifnya yang luar biasa:

1. 1. 1.

      ​​Fleksibilitas & Peredam Tegangan yang Sangat Baik:​​ DOWSIL™ 170 mengeras menjadi elastomer lunak dengan kekerasan Shore A 47. Modulusnya yang rendah secara efektif menyerap dan menghilangkan tegangan termal dan mekanik, bertindak seperti "bantalan pelindung" untuk komponen yang halus, sepenuhnya menghilangkan kegagalan yang disebabkan oleh ketidakcocokan CTE.

   2. 2.

      ​​Konduktivitas Termal yang Baik:​​ Dengan konduktivitas termal 0,48 W/mK, secara signifikan lebih tinggi daripada enkapsulan umum, ia secara efisien mentransfer panas dari perangkat daya ke rumah logam, mengurangi suhu operasi internal dan meningkatkan kepadatan daya dan keandalan jangka panjang.

   3. 3.

      ​​Isolasi Listrik yang Luar Biasa:​​ Resistivitas volume yang sangat tinggi (>5,6×10¹⁷ Ω·cm) dan kekuatan dielektrik 472 V/mil (18 kV/mm) memberikan perlindungan isolasi yang tahan lama dan andal untuk sirkuit tegangan tinggi, kepadatan tinggi, mencegah arus bocor atau korsleting di lingkungan yang lembab.

   4. 4.

      ​​Pemrosesan & Kemampuan Perbaikan yang Mudah:​​ Rasio campuran 1:1 sangat menyederhanakan proses pengukuran dan pencampuran, mengurangi kompleksitas produksi dan limbah. Viskositas campurannya sebesar 2135cP menawarkan kemampuan alir yang baik, memastikan penetrasi dan pengisian yang menyeluruh pada geometri yang kompleks dan celah yang halus. Yang terpenting, jika sebuah modul memerlukan pengerjaan ulang, silikon yang dikeringkan dapat dipotong dan dikupas secara presisi. Komponen dapat diperbaiki dan area tersebut diisi ulang, secara signifikan mengurangi biaya purna jual—keuntungan yang jelas dibandingkan dengan epoksi yang kaku.

   5. 5.

      ​​Ketahanan Api & Sertifikasi yang Andal:​​ DOWSIL™ 170 bersertifikasi UL 94 V-0 dan sesuai dengan standar kereta api EN 45545-2 (level HL3), memenuhi persyaratan keselamatan yang ketat untuk aplikasi industri.

​​Proses Aplikasi:​​

Pada lini produksi otomatis pelanggan, prosesnya adalah sebagai berikut:

1. 1. 1.

      ​​Persiapan & Pencampuran:​​ Komponen A dan B dibawa ke suhu ruangan dari penyimpanan dingin. Mereka kemudian diukur dan dicampur secara presisi pada rasio volume 1:1 menggunakan peralatan pengeluaran otomatis.

   2. 2.

      ​​Potting:​​ Cairan yang tercampur secara homogen dikeluarkan ke dalam rumah modul daya yang berisi komponen yang dirakit. Berkat kemampuan alirnya yang sesuai, bahan tersebut dengan mudah mengisi semua rongga dan mengkapsulasi setiap komponen sensitif tanpa perlu degassing vakum tambahan (untuk struktur khusus ini).

   3. 3.

      ​​Pengeringan:​​ Untuk meningkatkan efisiensi produksi, modul ditempatkan dalam oven 70°C selama 25 menit untuk pengeringan lengkap. Alternatifnya, pengeringan dapat dicapai pada 25°C selama 24 jam, menawarkan fleksibilitas penjadwalan.

​​Hasil & Manfaat:​​

Setelah diisi dengan DOWSIL™ 170, kinerja modul daya 5G pelanggan meningkat secara signifikan:

• • •

    ​​Sangat Meningkatkan Keandalan:​​ Modul lulus lebih dari 2000 siklus pengujian siklus termal yang ketat dan pengujian panas lembab yang diperpanjang tanpa kegagalan karena masalah tegangan atau isolasi.

  • •

    ​​Manajemen Termal yang Dioptimalkan:​​ Suhu operasi puncak perangkat daya menurun sekitar 15°C, yang diproyeksikan akan melipatgandakan umur produk.

  • •

    ​​Efisiensi Produksi & Optimasi Biaya:​​ Rasio campuran yang disederhanakan meningkatkan hasil produksi, dan kemampuan perbaikan secara drastis mengurangi biaya layanan purna jual.

  • •

    ​​Meningkatkan Daya Saing Pasar:​​ Kinerja dan keandalan tinggi menjadi poin penjualan utama, memungkinkan pelanggan untuk berhasil mengamankan kontrak untuk beberapa proyek infrastruktur 5G utama.

​​Kesimpulan:​​

Dalam aplikasi ini, enkapsulan silikon DOWSIL™ 170 dengan sempurna menunjukkan nilainya sebagai bahan pengemas berkinerja tinggi. Ini bukan hanya pengisi tetapi bahan rekayasa kritis yang meningkatkan keandalan produk, kepadatan daya, dan daya tahan jangka panjang. Kombinasi uniknya dari fleksibilitas, konduktivitas termal yang baik, kemudahan pemrosesan, dan kemampuan perbaikan menjadikannya pilihan ideal untuk perlindungan potting pada peralatan elektronik kelas atas yang beroperasi dalam kondisi yang keras, seperti unit daya dan kontrol dalam komunikasi 5G, kontrol industri, kendaraan energi baru, dan transportasi kereta api.