DOWSILTM EA-9189 H การศึกษากรณีของเครื่องผูกพันที่นําแสงไปสู่ความร้อน: การแก้ไขที่น่าเชื่อถือสําหรับการระบายความร้อนและการเชื่อมโยงโครงสร้าง

1. การวางตำแหน่งผลิตภัณฑ์: กาวซิลิโคนนำความร้อนแบบส่วนเดียว (RTV)

DOWSIL™ EA-9189 H เป็นกาวซิลิโคนชนิดส่วนเดียว สีขาว แบบบ่มตัวที่อุณหภูมิห้อง (RTV) ชนิด alkoxy-cure จาก Dow แตกต่างจากผลิตภัณฑ์ที่ต้องผสม ให้ความร้อน หรืออาศัยระบบบ่มตัวแบบกรดอะซิติก EA-9189 H ไม่ต้องผสมและไม่ต้องให้ความร้อน จะบ่มตัวที่อุณหภูมิห้องเมื่อสัมผัสกับความชื้นในอากาศ โดยไม่มีความร้อนคายออกมาหรือตัวทำละลายเพิ่มเติมระหว่างการบ่ม คุณสมบัตินี้ให้ข้อได้เปรียบในการผลิตที่ชัดเจนในสภาพแวดล้อมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการความสะอาดสูงและความเรียบง่ายในการใช้งาน

ในทางเคมี ผลิตภัณฑ์นี้เป็นส่วนผสมที่มีส่วนประกอบหลักคืออะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่ดัดแปลงด้วย vinyltrimethoxysilane (53%–63%) ซึ่งให้คุณสมบัติการนำความร้อน ผลิตภัณฑ์นี้ใช้ระบบบ่มตัวแบบ alkoxy ที่เป็นกลางซึ่งไม่กัดกร่อนทองแดง อะลูมิเนียม หรือวัสดุรองรับโลหะอื่นๆ เหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อการกัดกร่อนและการใช้งานที่กาวซิลิโคนส่วนเดียวชนิดกรดอะซิติกไม่สามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิห้อง

2. พารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลัก

พารามิเตอร์เหล่านี้สะท้อนถึงการผสมผสานที่สมดุลของการนำความร้อน การเป็นฉนวนไฟฟ้า การหน่วงไฟ และความแข็งแรงเชิงกล การนำความร้อนที่ 0.88 W/m·K แสดงถึงระดับปานกลางในบรรดากาว RTV แบบส่วนเดียว ซึ่งเพียงพอสำหรับความต้องการในการจัดการความร้อนในโมดูลกำลัง, ไฟ LED และการยึดส่วนประกอบ PCB การจัดระดับ UL 94 V-0 และความต้านทานปริมาตรที่ 3.3 * 10¹⁵ โอห์ม·ซม. ทำให้มั่นใจได้ว่าเหมาะสมกับการประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญต่อความปลอดภัย

ที่น่าสังเกตคือ ผลิตภัณฑ์ที่ยังไม่บ่มมีลักษณะเป็นเนื้อครีมที่ไม่ไหล ซึ่งหมายความว่าจะไม่หย้อยหรือไหลเมื่อทาบนพื้นผิวแนวตั้งหรือพื้นผิวเอียง โดยจะคงรูปจนกว่าจะแห้ง การไหลที่ควบคุมได้นี้มีคุณค่าในทางปฏิบัติในกระบวนการประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการการจ่ายสารที่แม่นยำในพื้นที่จำกัด

3. สถานการณ์การใช้งานทั่วไป

สถานการณ์ที่ 1: การยึดทรานซิสเตอร์และแผ่นระบายความร้อนด้วยความร้อนในโมดูลกำลัง

ในการผลิตโมดูลกำลัง ทรานซิสเตอร์กำลังสูงมักจะถูกยึดติดกับแผ่นระบายความร้อนอะลูมิเนียมโดยใช้กาวนำความร้อน วิธีการทั่วไปอาศัยสกรูร่วมกับจาระบีระบายความร้อน แต่การยึดด้วยสกรูจะสร้างความเค้นเฉพาะจุด และจาระบีระบายความร้อนอาจไหลออกหรือแห้งไปตามกาลเวลา EA-9189 H จะสร้างพันธะอีลาสโตเมอร์ที่ยืดหยุ่นหลังการบ่ม ทำหน้าที่ทั้งการยึดโครงสร้างและการนำความร้อนอย่างต่อเนื่อง เวลาที่ผิวไม่เหนียวประมาณ 2 นาทีที่ 25°C ช่วยลดเวลารอคอยในสายการผลิต

สถานการณ์ที่ 2: การยึดเพื่อการกระจายความร้อนสำหรับส่วนประกอบไฟ LED

หากความร้อนที่เกิดจากชิป LED ระหว่างการทำงานไม่ถูกระบายออกอย่างมีประสิทธิภาพ อุณหภูมิรอยต่อจะสูงขึ้น นำไปสู่การลดทอนแสงและอายุการใช้งานที่สั้นลง EA-9189 H สามารถใช้ยึดแผ่นอะลูมิเนียม LED กับแผ่นระบายความร้อน โดยให้ทั้งเส้นทางการนำความร้อนและความทนทานในระยะยาวผ่านคุณสมบัติทนทานต่อสภาพอากาศและการเสื่อมสภาพจากความร้อนของซิลิโคนอีลาสโตเมอร์ ผลิตภัณฑ์แสดงการยึดเกาะที่ดีเยี่ยมโดยไม่ต้องใช้สารรองพื้นกับวัสดุแผ่นระบายความร้อนทั่วไป แรงเฉือนจากการทับซ้อนสูงถึง 327 psi บนอะลูมิเนียม และ 343 psi บนทองแดง

สถานการณ์ที่ 3: การยึดและซีลส่วนประกอบ PCB ที่ละเอียดอ่อน

สำหรับระบบ PCB ที่มีรีเลย์แบบเปิด มอเตอร์แบบไม่ปิดผนึก และส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนอื่นๆ คุณสมบัติการระเหยต่ำของ EA-9189 H มีความสำคัญอย่างยิ่ง การปล่อยซิโลเซนโมเลกุลต่ำสามารถทำให้เกิดการปนเปื้อนที่หน้าสัมผัสและความล้มเหลวทางไฟฟ้า และ EA-9189 H ช่วยลดความเสี่ยงนี้ผ่านปริมาณซิโลเซนต่ำที่ควบคุมได้ ผลิตภัณฑ์นี้สามารถใช้ยึดส่วนประกอบที่หนักกว่า เช่น ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุบน PCB เพื่อลดความเค้นที่เกิดจากการสั่นสะเทือนต่อรอยต่อบัดกรี

4. กรณีการใช้งาน: การปรับปรุงสายการผลิตที่ผู้ผลิตโมดูลกำลัง

ภูมิหลัง

ผู้ผลิตโมดูลกำลังใช้โซลูชันสกรูบวกแผ่นระบายความร้อนเพื่อยึด MOSFET เข้ากับแผ่นระบายความร้อนอะลูมิเนียมในสายผลิตภัณฑ์ตัวแปลง DC-DC มาเป็นเวลานาน โซลูชันนี้มีปัญหาสองประการ: ประการแรก กระบวนการยึดด้วยสกรูใช้เวลานานและต้องใช้อุปกรณ์ควบคุมแรงบิดเพิ่มเติม ประการที่สอง ความต้านทานความร้อนระหว่างพื้นผิวของแผ่นระบายความร้อนจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นตามกาลเวลา ทำให้ผลิตภัณฑ์บางชิ้นเกินขีดจำกัดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในการทดสอบการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง

การปรับปรุงโซลูชัน

หลังจากประเมินกาวนำความร้อนหลายชนิด ผู้ผลิตได้เลือก DOWSIL™ EA-9189 H กระบวนการที่ปรับปรุงใหม่มีดังนี้: จ่าย EA-9189 H ระหว่างด้านหลังของ MOSFET และแผ่นระบายความร้อน ยึดตำแหน่งด้วยอุปกรณ์จับยึด รอประมาณ 2 นาทีที่อุณหภูมิห้องจนกว่าผิวจะแห้ง จากนั้นจึงดำเนินการในขั้นตอนต่อไป กระบวนการบ่มไม่ต้องใช้ความร้อน หลีกเลี่ยงผลกระทบจากอุณหภูมิสูงต่อชิ้นส่วนพลาสติกและรอยต่อบัดกรีโดยรอบ

ผลลัพธ์

หลังจากเปลี่ยนโซลูชัน กระบวนการประกอบได้ยกเลิกขั้นตอนการยึดด้วยสกรู ลดเวลาการประกอบต่อหน่วย ในการทดสอบการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูงในภายหลัง ตัวอย่างที่ยึดด้วย EA-9189 H แสดงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างเสถียรและไม่แสดงการเสื่อมสภาพของความต้านทานความร้อนระหว่างพื้นผิวที่พบในโซลูชันแผ่นระบายความร้อน นอกจากนี้ การจัดระดับการติดไฟ UL 94 V-0 ของ EA-9189 H ยังตรงตามข้อกำหนดการรับรองความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์

5. ข้อควรระวังในการใช้งาน

ตามเอกสารข้อมูลความปลอดภัย DOWSIL™ EA-9189 H จัดอยู่ในกลุ่มความเป็นพิษต่อระบบสืบพันธุ์ ประเภท 1B โดยมีข้อความแสดงอันตรายว่า “อาจส่งผลกระทบต่อภาวะเจริญพันธุ์หรือทารกในครรภ์” (H360) ควรปฏิบัติตามข้อควรระวังต่อไปนี้ระหว่างการใช้งาน: รับ อ่าน และปฏิบัติตามคำแนะนำด้านความปลอดภัยทั้งหมดก่อนใช้งาน ใช้เฉพาะในที่โล่งหรือในบริเวณที่มีการระบายอากาศเพียงพอ สวมถุงมือป้องกัน เสื้อผ้าป้องกัน และอุปกรณ์ป้องกันดวงตา/ใบหน้า เก็บในที่ล็อค และกำจัดเนื้อหา/ภาชนะบรรจุไปยังโรงงานกำจัดของเสียที่ได้รับการอนุมัติ

สำหรับการจัดเก็บ ผลิตภัณฑ์ควรเก็บไว้ในภาชนะที่ติดฉลากอย่างถูกต้อง ปิดฝาให้สนิท และจัดเก็บตามข้อบังคับเฉพาะของแต่ละประเทศ หลีกเลี่ยงการเก็บร่วมกับสารออกซิไดซ์ที่แรง เปอร์ออกไซด์อินทรีย์ และวัสดุที่คล้ายคลึงกัน

6. สรุป

คุณค่าหลักของ DOWSIL™ EA-9189 H อยู่ที่การรวมคุณสมบัติการนำความร้อน การยึดโครงสร้าง และการเป็นฉนวนไฟฟ้าเข้าไว้ในระบบซิลิโคนส่วนเดียวที่บ่มตัวที่อุณหภูมิห้อง สำหรับการใช้งาน เช่น โมดูลกำลัง ไฟ LED และการประกอบ PCB ที่ต้องจัดการกับการระบายความร้อนและการยึดพร้อมกันในพื้นที่จำกัด ผลิตภัณฑ์นี้มอบโซลูชันที่ใช้งานง่ายพร้อมประสิทธิภาพที่สมดุล การจัดระดับการติดไฟ UL 94 V-0 การยึดเกาะที่ดีโดยไม่ต้องใช้สารรองพื้น และความเข้ากันได้กับส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนเนื่องจากมีสารระเหยต่ำ ทำให้เป็นวัสดุกาวนำความร้อนที่น่าสนใจในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์