กรณีการใช้งานของกรดซิลิโคนที่นําไฟฟ้าเพื่อระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าของยานพลังงานใหม่

บทนำ: ความท้าทายในการเลือกจาระบีระบายความร้อนสำหรับการจัดการความร้อนของรถยนต์พลังงานใหม่ (NEV)

ในการจัดการความร้อนของระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของรถยนต์พลังงานใหม่ (NEV) ประสิทธิภาพการระบายความร้อนของสารกึ่งตัวนำกำลัง (เช่น โมดูล IGBT และ SiC) เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพกำลังและเสถียรภาพของยานพาหนะโดยตรง ในฐานะสื่อกลางที่สำคัญที่เชื่อมต่อชิปและแผ่นระบายความร้อน การเลือกจาระบีเชื่อมต่อความร้อนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง จาระบีที่มีค่าการนำความร้อนสูงสามารถลดความต้านทานความร้อนจากการสัมผัสได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ว่าการระบายความร้อนของ IGBT และการนำความร้อนของโมดูล SiC ยังคงอยู่ในขีดจำกัดที่ปลอดภัย กรณีศึกษานี้สำรวจว่าผู้ผลิต NEV เลือกใช้จาระบีระบายความร้อนสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังในอินเวอร์เตอร์อย่างไร เพื่อแก้ไขปัญหาการจัดการความร้อนภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง

คำอธิบายสถานการณ์การใช้งาน: สภาพแวดล้อมความร้อนที่รุนแรงในอินเวอร์เตอร์

อินเวอร์เตอร์ในระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของผู้ผลิต NEV รายนี้มีพื้นที่ภายในที่กะทัดรัด ซึ่งโมดูล IGBT/SiC สร้างความหนาแน่นฟลักซ์ความร้อนสูงมากในช่วงกำลังขับสูงสุด เนื่องจากการสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องระหว่างการขับขี่และความเค้นเชิงกลที่เกิดจากการไม่เข้ากันของสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนระหว่างโมดูลกำลังและแผ่นระบายความร้อน จาระบีระบายความร้อนแบบดั้งเดิมจึงมีความอ่อนไหวต่อ "ปรากฏการณ์ปั๊มออก" หรือการแยกตัวของน้ำมัน สิ่งนี้ไม่เพียงแต่นำไปสู่การแห้งและการทำงานผิดปกติของวัสดุเชื่อมต่อความร้อนเท่านั้น แต่ยังกระตุ้นให้เกิดจุดร้อนเฉพาะที่ ซึ่งเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อความปลอดภัยในการขับขี่ ดังนั้น ระบบจึงต้องการคุณสมบัติการป้องกันการคืบ การต้านทานการปั๊มออก และความเสถียรของวงจรความร้อนระยะยาวที่สูงเป็นพิเศษจากจาระบีระบายความร้อนสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง

คำแนะนำผลิตภัณฑ์และโซลูชันการจับคู่: กลยุทธ์การผสมผสานระหว่าง G-776 และ G-775/G-777

เพื่อตอบสนองความต้องการที่ซับซ้อนของระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า เราขอแนะนำโซลูชันการผสมผสานโดยใช้จาระบี Shin-Etsu: ใช้ G-776 เป็นวัสดุเชื่อมต่อความร้อนหลัก เสริมด้วย G-775 หรือ G-777 เพื่อเสริมความแข็งแรงหรือการออกแบบที่แตกต่างกันในพื้นที่เฉพาะ G-776 ซึ่งเจือด้วยตัวทำละลายไอโซพาราฟินิก รักษาระดับความหนืดต่ำ (58 Pa·s) เพื่อให้ง่ายต่อการจ่ายอัตโนมัติ ในขณะเดียวกันก็แสดงประสิทธิภาพการต้านทานการปั๊มออกและการป้องกันการคืบที่เหนือกว่าผลิตภัณฑ์ทั่วไป ทำให้เหมาะสำหรับอินเทอร์เฟซความร้อนที่มีความน่าเชื่อถือสูง เช่น IGBT และ CPU สำหรับพื้นที่ขอบที่ได้รับแรงเค้นเชิงกลมากขึ้น หรือต้องการความน่าเชื่อถือระยะยาวสูงสุด สามารถจับคู่ G-775 ที่มีความหนืดสูง (500 Pa·s) หรือ G-777 ที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่เสถียรเป็นพิเศษ เพื่อสร้างชั้นป้องกันความร้อนหลายชั้น

การวิเคราะห์เปรียบเทียบผลิตภัณฑ์: พารามิเตอร์หลักของจาระบีระบายความร้อนสีขาวสามชนิด

เพื่อให้เห็นภาพพื้นฐานของการเลือกได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ตารางต่อไปนี้จะเปรียบเทียบพารามิเตอร์หลักของจาระบีระบายความร้อนสีขาวสามชนิด: G-775, G-776 และ G-777 G-776 ให้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างค่าการนำความร้อน (3.1 W/m·K) และความสะดวกในการใช้งาน G-775 ให้การต้านทานการปั๊มออกสูงสุดด้วยความถ่วงจำเพาะและความหนืดสูง ในขณะที่ G-777 รับประกันอายุการใช้งานสูงสุดสิบปีด้วยปริมาณสารระเหยที่ต่ำมาก (0.1%)

ผลลัพธ์และการดำเนินการ: การลดความต้านทานความร้อนและการยืดอายุการใช้งาน

หลังจากนำเสนอโซลูชันจาระบี Shin-Etsu โดยใช้ G-776 เป็นหลักและ G-777 เป็นรอง อินเวอร์เตอร์ได้แสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการทดสอบการทำงานต่อเนื่องที่อุณหภูมิทางแยก 150℃ ข้อมูลที่วัดได้แสดงให้เห็นว่าความต้านทานความร้อนของอินเทอร์เฟซของโมดูล IGBT ลดลงประมาณ 18% เมื่อเทียบกับจาระบีทั่วไปรุ่นก่อนหน้า และอุณหภูมิทางแยกสูงสุดลดลง 4.5℃ หลังจากผ่านการทดสอบการสั่นสะเทือนที่อุณหภูมิสูง ความชื้นสูง และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเป็นเวลา 2,000 ชั่วโมง ไม่พบการแยกตัวของน้ำมันหรือการแห้งที่อินเทอร์เฟซ G-776 อย่างมีนัยสำคัญ อัตราการเพิ่มขึ้นของความต้านทานความร้อนถูกควบคุมให้อยู่ต่ำกว่า 5% ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการจัดการความร้อนตลอดอายุการใช้งาน 15 ปี/300,000 กม. สำหรับ NEV อย่างสมบูรณ์แบบ

คำถามที่พบบ่อย: คำถามที่พบบ่อย

1. ทำไมจาระบีระบายความร้อนทั่วไปจึงไม่สามารถใช้โดยตรงในระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของ NEV ได้?

จาระบีทั่วไปมีแนวโน้มที่จะเกิดปรากฏการณ์ปั๊มออกภายใต้การสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องและการขยายตัว/หดตัวเนื่องจากความร้อน ทำให้เกิดความล้มเหลวในการระบายความร้อน ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าต้องใช้จาระบีระบายความร้อนสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่มีคุณสมบัติการป้องกันการคืบและการต้านทานการปั๊มออกสูง

2. ความหนืดต่ำของ G-776 จะส่งผลต่อความน่าเชื่อถือระยะยาวหรือไม่?

ไม่ G-776 ใช้สูตรตัวทำละลายพิเศษ ความหนืดต่ำเริ่มต้นช่วยให้การใช้งานอัตโนมัติ และหลังจากตัวทำละลายระเหยไปแล้ว ประสิทธิภาพการป้องกันการคืบและการแยกตัวของน้ำมันจะเหนือกว่าผลิตภัณฑ์ทั่วไปส่วนใหญ่ ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสถานการณ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง เช่น IGBT

3. เมื่อใดควรเลือก G-775 แทน G-776?

เมื่อพื้นที่ใช้งานได้รับแรงเค้นเชิงกลที่รุนแรง หรือเมื่อแผ่นระบายความร้อนมีความเรียบไม่ดี ซึ่งต้องการชั้นพันธะที่หนาขึ้นเพื่อเติมช่องว่าง ความหนืดสูง (500 Pa·s) และความถ่วงจำเพาะสูงของ G-775 ให้การต้านทานการปั๊มออกสูงสุดและการรองรับโครงสร้าง

4. ปริมาณสารระเหยของจาระบีระบายความร้อนส่งผลต่อระบบอย่างไร?

ปริมาณสารระเหยสูงทำให้จาระบีแห้งและแข็งตัวที่อุณหภูมิสูง ทำให้ความต้านทานความร้อนเพิ่มขึ้น ด้วยปริมาณสารระเหยเพียง 0.1% G-777 จึงรับประกันคุณสมบัติทางกายภาพที่เสถียรได้นานถึงสิบปีที่ 200℃ ทำให้เหมาะสำหรับระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่ไม่ต้องบำรุงรักษา

5. จะประเมินความเข้ากันได้ของการใช้งานจาระบี Shin-Etsu ได้อย่างไร?

ความหนืดต่ำของ G-776 ทำให้เข้ากันได้ดีกับกระบวนการอัตโนมัติ เช่น การจ่ายและการพิมพ์สกรีน นอกจากนี้ยังแสดงการเปียกที่ดีเยี่ยมก่อนการบ่ม ซึ่งเติมช่องว่างระดับจุลภาคได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อลดความต้านทานความร้อนจากการสัมผัส

6. โซลูชันการผสมผสานนี้เหมาะสำหรับการระบายความร้อนของโมดูล SiC หรือไม่?

แน่นอน โมดูล SiC มีความหนาแน่นฟลักซ์ความร้อนสูงกว่าและมีข้อกำหนดที่เข้มงวดกว่าสำหรับวัสดุเชื่อมต่อ การผสมผสาน G-776/G-777 มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงและมีความต้านทานความร้อนต่ำ ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการนำความร้อนของโมดูล SiC

บทสรุปและคำแนะนำการติดต่อ

ในการจัดการความร้อนของระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของ NEV การเลือกจาระบีเชื่อมต่อความร้อนที่เหมาะสมเป็นรากฐานสำคัญในการรับประกันเสถียรภาพของระบบในระยะยาว ด้วยการผสมผสานทางวิทยาศาสตร์ระหว่าง G-776 และ G-775/G-777 ปัญหาการปั๊มออกและการแห้งในการระบายความร้อนของ IGBT และการนำความร้อนของโมดูล SiC สามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพ