مورد استفاده از Dowsil TM CN-8760 Encapsulant Conductive Thermal در ماژول قدرت صنعتی

با توسعه ماژول‌های قدرت صنعتی به سمت چگالی توان بالا و کوچک‌سازی، چالش‌های دفع حرارت آن‌ها به طور فزاینده‌ای شدید می‌شود. مواد گلدانی رسانای حرارتی کارآمد و قابل اعتماد به کلید تضمین عملکرد پایدار طولانی مدت ماژول‌ها تبدیل شده‌اند. کپسول حرارتی رسانای Dowsil™ CN-8760 شرکت داو، با هدایت حرارتی عالی، قابلیت پردازش آسان و خواص عایق الکتریکی قابل اعتماد، به گزینه‌ای ایده‌آل برای چنین کاربردهایی تبدیل شده است. این مطالعه موردی، کاربرد موفقیت‌آمیز آن را در یک ماژول قدرت اینورتر صنعتی جدید شرح می‌دهد.

Dowsil™ CN-8760 یک کپسول حرارتی دو جزئی با نسبت اختلاط 1:1 است که در دمای اتاق یا با حرارت پخت می‌شود و الاستومری به رنگ خاکستری تیره را تشکیل می‌دهد. مزیت اصلی آن در تعادل بین عملکرد پردازش عالی و خواص قابل اعتماد مواد نهفته است.

• هدایت حرارتی متوسط: با هدایت حرارتی 0.66 وات بر متر کلوین، به طور موثر گرمای تولید شده توسط دستگاه‌های قدرت (مانند IGBT ها، MOSFET ها) را هدایت می‌کند، دمای اتصال تراشه را کاهش می‌دهد و قابلیت چرخه توان و عمر مفید ماژول را افزایش می‌دهد.

• ویسکوزیته پایین، قابلیت جریان خوب: ویسکوزیته مخلوط 2850 سانتی‌پویز است که قابلیت جریان خوبی برای پر کردن کامل ساختارهای داخلی پیچیده و شکاف‌های کوچک ماژول، کپسوله کردن اجزا و پین‌ها و کاهش جذب هوا ارائه می‌دهد.
• زمان کار طولانی: در دمای 25 درجه سانتی‌گراد، عمر کاری مخلوط 120 دقیقه است که پنجره پردازش کافی را برای توزیع دستی یا عملیات خط تولید خودکار فراهم می‌کند.
• گزینه‌های پخت متعدد: از پخت در دمای اتاق (25 درجه سانتی‌گراد) پشتیبانی می‌کند و همچنین می‌تواند با حرارت تسریع شود (به عنوان مثال، 40 دقیقه در 50 درجه سانتی‌گراد) تا نیازهای مختلف چرخه تولید را برآورده کند.

• عایق الکتریکی عالی: مقاومت حجمی >1E16 اهم*سانتی‌متر، استحکام دی‌الکتریک تا 33 کیلو ولت بر میلی‌متر، محافظت عایقی قابل اعتماد برای مدارهای ولتاژ بالا را فراهم می‌کند.
• الاستومر انعطاف‌پذیر: سختی شوره A پخته شده 52 است و الاستومری نرم را تشکیل می‌دهد که به طور موثر تنش ناشی از چرخه حرارتی یا ارتعاش مکانیکی را جذب می‌کند و از اجزای حساس و اتصالات لحیم محافظت می‌کند.
• گواهینامه قابلیت اطمینان بالا: گواهینامه طبقه‌بندی شعله UL 94 V-0، الزامات ایمنی مقاومت در برابر شعله مواد را در تجهیزات صنعتی برآورده می‌کند.

• سهولت تعمیر: برخلاف مواد گلدانی سفت و سخت، الاستومر لاستیک سیلیکونی پخته شده را می‌توان با تیغ تیز برش داد و جدا کرد، که تعمیر، بازسازی یا تعویض قطعات ماژول‌های معیوب را تسهیل می‌کند و هزینه‌های ضایعات را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

اینورترهای صنعتی هسته درایوهای موتور هستند. ماژول‌های قدرت داخلی چندین دستگاه سوئیچینگ ولتاژ بالا و جریان بالا را ادغام می‌کنند، گرمای قابل توجهی تولید می‌کنند و اغلب در محیط‌هایی با ارتعاش و تداخل الکتریکی کار می‌کنند. الزامات مواد گلدانی بسیار سختگیرانه است.

• هدایت حرارتی و پخش حرارت: Dowsil™ CN-8760 در داخل محفظه ماژول قدرت گلدان می‌شود و اجزای گرمازا مانند IGBT ها و دیودها را به طور محکم کپسوله می‌کند. شبکه هدایت حرارتی آن به سرعت گرما را از منابع حرارتی نقطه‌ای به سراسر ترکیب گلدان منتقل می‌کند، که سپس از طریق زیرلایه فلزی یا محفظه ماژول به هیت سینک خارجی دفع می‌شود و به طور موثر دمای نقطه داغ اجزای حیاتی را کاهش می‌دهد. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که تحت شرایط عملیاتی مشابه، ماژول‌های گلدان شده با CN-8760 دمای اتصال IGBT هسته را تقریباً 15-20 درجه سانتی‌گراد کمتر از ماژول‌های بدون گلدان یا آنهایی که از گریس حرارتی معمولی استفاده می‌کنند، دارند که به طور قابل توجهی قابلیت اضافه بار و قابلیت اطمینان طولانی مدت ماژول را بهبود می‌بخشد.

• ضد رطوبت و گرد و غبار: پخت می‌شود تا یک الاستومر متراکم تشکیل دهد، فضای داخلی ماژول را به طور کامل آب‌بندی می‌کند و از ورود رطوبت، گرد و غبار و گازهای خورنده جلوگیری می‌کند. این محصول الزامات حفاظت IP67 و بالاتر را برآورده می‌کند و برای محیط‌های صنعتی سخت (مانند نساجی، معدن، کابینت‌های فضای باز) مناسب است.
• عایق و تحمل ولتاژ: استحکام دی‌الکتریک بالا و مقاومت حجمی، جداسازی ایمن بین باس‌بار ولتاژ بالا داخلی (تا چند هزار ولت) و خطوط سیگنال ولتاژ پایین یا محفظه فلزی در داخل ماژول را تضمین می‌کند، از ردیابی و شکست جلوگیری می‌کند و ایمنی سیستم را تضمین می‌کند.
• بافر مکانیکی و جذب ارتعاش: بافت الاستومری نرم، تنش مکانیکی ناشی از ارتعاش عملیاتی تجهیزات یا ضربه خارجی را جذب و پخش می‌کند و از قطعات شکننده مانند تراشه‌ها، سیم‌های اتصال و اتصالات لحیم محافظت می‌کند و دوام ماژول را در محیط‌های لرزان بهبود می‌بخشد.

• مناسب برای تولید خودکار: نسبت اختلاط 1:1 در برابر خطاهای نسبت اختلاط مقاوم است و برای تجهیزات اندازه‌گیری، اختلاط و توزیع خودکار مناسب است و سازگاری دسته به دسته را تضمین می‌کند. عمر کاری طولانی خطر ژل شدن زودرس مواد را در خط تولید از بین می‌برد.
• کاهش هزینه کلی: نیازی به پخت در دمای بالا و مدت طولانی نیست، باعث صرفه‌جویی در انرژی و زمان می‌شود. قابلیت تعمیر عالی، نرخ ضایعات کلی ماژول را به دلیل تعداد کمی از نقص‌ها کاهش می‌دهد و هزینه کلی استفاده مطلوب‌تری را ارائه می‌دهد.

در این کاربرد برای ماژول قدرت اینورتر صنعتی، کپسول حرارتی رسانای Dowsil™ CN-8760 با موفقیت چالش دفع حرارت را تحت چگالی شار حرارتی بالا برطرف کرد و همچنین عایق الکتریکی عالی، محافظت محیطی و بافر مکانیکی را ارائه داد. قابلیت پردازش انعطاف‌پذیر آن (عمر کاری طولانی، پخت اختیاری در دمای اتاق/حرارت) کاملاً با خطوط تولید خودکار مدرن مطابقت دارد و قابلیت تعمیر آن راحتی زیادی را برای تولید و نگهداری پس از فروش فراهم می‌کند. این ماده نه تنها چگالی توان، قابلیت اطمینان و عمر مفید محصول نهایی را افزایش می‌دهد، بلکه به تولیدکنندگان در بهینه‌سازی بهره‌وری تولید و هزینه کمک می‌کند. برای دستگاه‌های الکترونیکی مختلفی که نیاز به مدیریت حرارتی و محافظت دارند، مانند ماژول‌های قدرت، آداپتورها، سنسورها و واحدهای کنترل الکتریکی، Dowsil™ CN-8760 یک راه حل گلدانی قابل اعتماد با کارایی بالا است.