একটি নিবন্ধে তাপ পরিবাহী সিলিকন শীট বুঝুন

প্রথাগত তাপীয় পরিবাহী পদার্থে প্রাথমিকভাবে ধাতু (Ag, Cu, এবং Al) এবং ধাতব অক্সাইড (Al₂O₃, MgO, এবং BeO), সেইসাথে অ- ধাতব পদার্থ (গ্রাফাইট, কার্বন ব্ল্যাক, Si₃N₄, এবং AlN) থাকে। শিল্প উৎপাদন এবং বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির অগ্রগতির ফলে তাপীয় পরিবাহী পদার্থের উপর নতুন প্রয়োজনীয়তা আরোপ করা হয়েছে। ব্যতিক্রমী ব্যাপক বৈশিষ্ট্য সঙ্গে উপকরণ জন্য ইচ্ছা পরিলক্ষিত হয়েছে. বৈদ্যুতিক এবং ইলেকট্রনিক খাতে, একীকরণ এবং সমাবেশ প্রযুক্তির দ্রুত বিকাশের ফলে ইলেকট্রনিক উপাদান এবং লজিক সার্কিটের আকার হাজার হাজার গুণ কমে গেছে। ফলস্বরূপ, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা সহ নিরোধক উপকরণ প্রয়োজন। গত কয়েক দশক ধরে, পলিমার উপকরণগুলির প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলি অবিচ্ছিন্নভাবে প্রসারিত হচ্ছে। কৃত্রিমভাবে সংশ্লেষিত পলিমার উপকরণ দিয়ে ঐতিহ্যবাহী শিল্প উপকরণ, বিশেষ করে ধাতব পদার্থের প্রতিস্থাপন বিশ্বব্যাপী বৈজ্ঞানিক গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু হয়ে উঠেছে। I. তাপীয় পরিবাহী সিলিকন শীট কি?

সিলিকন শীটগুলি তাপীয়ভাবে পরিবাহী এক ধরণের মাঝারি উপাদান যা একটি অনন্য প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সংশ্লেষিত হয়। এই প্রক্রিয়ায় ভিত্তি উপাদান হিসাবে সিলিকন ব্যবহার এবং ধাতব অক্সাইডের মতো বিভিন্ন অক্জিলিয়ারী উপকরণ যোগ করা জড়িত। তাপীয় পরিবাহী সিলিকন রাবার একটি পলিমার যৌগিক উপাদান যা তাপীয় পরিবাহী পাউডার দিয়ে ভরাট করে এবং বাইন্ডার হিসাবে অর্গানোসিলিকন রজন ব্যবহার করে তাপ পরিবাহিতা অর্জন করে।

২. তাপীয় পরিবাহী সিলিকন শীটগুলির জন্য সাধারণত ব্যবহৃত ম্যাট্রিক্স সামগ্রী এবং ফিলার

অর্গানোসিলিকন রজন (মৌলিক কাঁচামাল)

1. নিরোধক এবং তাপীয়ভাবে পরিবাহী ফিলার: অ্যালুমিনা, ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড, বোরন নাইট্রাইড, অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড, বেরিলিয়াম অক্সাইড, কোয়ার্টজ, ইত্যাদি অর্গানোসিলিকন প্লাস্টিসাইজার।

2. শিখা প্রতিরোধক: ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রক্সাইড, অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড

3. অজৈব রঙ (রঙের পার্থক্য)

4. ক্রসলিংকিং এজেন্ট (আনুগত্য কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা)

5. অনুঘটক (প্রসেস ছাঁচনির্মাণের প্রয়োজনীয়তা)

দ্রষ্টব্য: তাপীয় পরিবাহী সিলিকন প্যাড একটি তাপ পরিবাহিতা কার্য পরিবেশন করে, তাপ-উৎপাদনকারী উপাদান এবং তাপ অপসারণকারী যন্ত্র-এর মধ্যে একটি ভাল তাপ পরিবাহী পথ তৈরি করে। তাপ সিঙ্ক, স্ট্রাকচারাল ফাস্টেনার (ফ্যান) ইত্যাদির সাথে একসাথে, তারা একটি তাপ অপচয় মডিউল গঠন করে।

ফিলারগুলির মধ্যে নিম্নলিখিত ধাতু এবং অজৈব ফিলারগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:

1. ধাতু গুঁড়া ফিলার: তামা গুঁড়া, অ্যালুমিনিয়াম গুঁড়া, লোহা গুঁড়া, টিনের গুঁড়া, নিকেল গুঁড়া, ইত্যাদি;

2. মেটাল অক্সাইড: অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড, বিসমাথ অক্সাইড, বেরিলিয়াম অক্সাইড, ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড, জিঙ্ক অক্সাইড;

3. ধাতু... নাইট্রাইডস: অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড, বোরন নাইট্রাইড, সিলিকন নাইট্রাইড;

4. অজৈব অ-ধাতু: গ্রাফাইট, সিলিকন কার্বাইড, কার্বন ফাইবার, কার্বন ন্যানোটিউব, গ্রাফিন, বেরিলিয়াম কার্বাইড, ইত্যাদি।

ছবি III। তাপীয় পরিবাহী সিলিকন গ্যাসকেটের শ্রেণিবিন্যাস
তাপীয় পরিবাহী সিলিকন গ্যাসকেটগুলিকে ভাগ করা যায়: তাপীয় পরিবাহী সিলিকন প্যাড এবং নন-সিলিকন সিলিকন প্যাড। বেশিরভাগ তাপীয় পরিবাহী সিলিকন গ্যাসকেটের বৈদ্যুতিক নিরোধক বৈশিষ্ট্যগুলি শেষ পর্যন্ত ফিলার কণাগুলির নিরোধক বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয়।

1. তাপীয়ভাবে পরিবাহী সিলিকন প্যাড
তাপীয় পরিবাহী সিলিকন প্যাডগুলিকে আরও অনেকগুলি উপশ্রেণীতে বিভক্ত করা হয়েছে, প্রতিটির নিজস্ব স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

2. নন-সিলিকন সিলিকন প্যাডগুলি নন-সিলিকন সিলিকন প্যাডগুলি একটি উচ্চ তাপ পরিবাহিতা উপাদান, দ্বিগুণ-সেলফ-আঠালো৷ ইলেকট্রনিক কম্পোনেন্ট অ্যাসেম্বলিতে ব্যবহার করা হলে, তারা কম কম্প্রেসিভ বলের অধীনে কম তাপ প্রতিরোধের এবং ভাল বৈদ্যুতিক নিরোধক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। তারা -40 ডিগ্রী থেকে 150 ডিগ্রী পর্যন্ত স্থিরভাবে কাজ করে এবং UL94V0 শিখা প্রতিরোধক রেটিং পূরণ করে।

IV তাপীয় পরিবাহী সিলিকনের তাপীয় পরিবাহিতা প্রক্রিয়া

তাপীয় পরিবাহী সিলিকনের তাপ পরিবাহিতা পলিমার এবং তাপীয় পরিবাহী ফিলারের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার উপর নির্ভর করে। বিভিন্ন ধরণের ফিলারের বিভিন্ন তাপ পরিবাহিতা প্রক্রিয়া রয়েছে।

1. মেটাল ফিলারের তাপ পরিবাহিতা প্রক্রিয়া
মেটাল ফিলার প্রাথমিকভাবে ইলেক্ট্রন আন্দোলনের মাধ্যমে তাপ পরিচালনা করে; ইলেকট্রন আন্দোলনের প্রক্রিয়া তাপ স্থানান্তর দ্বারা অনুষঙ্গী হয়.

2. নন-ধাতু ফিলারের তাপ পরিবাহিতা প্রক্রিয়া
নন-ধাতু ফিলারগুলি প্রাথমিকভাবে ফোনন পরিবাহনের উপর নির্ভর করে; তাদের তাপ প্রসারণের হার প্রধানত প্রতিবেশী পরমাণু বা বন্ধন গোষ্ঠীর কম্পনের উপর নির্ভর করে। এর মধ্যে রয়েছে মেটাল অক্সাইড, মেটাল নাইট্রাইড এবং কার্বাইড।

V. কিভাবে তাপীয় পরিবাহী সিলিকন শীট ব্যবহার করবেন

সাধারণত, তাপীয় পরিবাহী সিলিকন প্যাডগুলিকে প্রাথমিক ডিজাইনের পর্যায় থেকে কাঠামোগত, হার্ডওয়্যার এবং সার্কিট ডিজাইনে অন্তর্ভুক্ত করা উচিত। বিবেচনা করার বিষয়গুলি সাধারণত অন্তর্ভুক্ত করে: তাপ পরিবাহিতা, কাঠামোগত নকশা, EMC, কম্পন স্যাঁতসেঁতে এবং শব্দ শোষণ, এবং ইনস্টলেশন এবং পরীক্ষা।

1. একটি তাপ অপচয় সমাধান নির্বাচন করা: ইলেকট্রনিক পণ্যগুলি ছোট, পাতলা এবং হালকা ডিজাইনের দিকে প্রবণতা করছে, সাধারণত প্যাসিভ কুলিং পদ্ধতি ব্যবহার করে, ঐতিহ্যগতভাবে তাপ সিঙ্কের উপর নির্ভর করে। বর্তমান প্রবণতা হল কাঠামোগত তাপ অপচয়কারী উপাদান (ধাতু বন্ধনী, ধাতুর আবরণ) ব্যবহার করে তাপ সিঙ্কগুলিকে সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করা। বা কাঠামোগত তাপ অপচয় উপাদানের সাথে তাপ সিঙ্ক সমাধানগুলিকে একত্রিত করা। সর্বোত্তম খরচ-কর্মক্ষমতা অনুপাত সহ সমাধানটি বিভিন্ন সিস্টেমের প্রয়োজনীয়তা এবং পরিবেশের উপর ভিত্তি করে বেছে নেওয়া উচিত।

2. যদি একটি হিট সিঙ্ক দ্রবণ ব্যবহার করা হয়, তাহলে কম তাপ পরিবাহী ডবল-পার্শ্বযুক্ত টেপ ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয় না; বা কম্পন স্যাঁতসেঁতে ক্ষমতা ছাড়া তাপ গ্রীস ব্যবহার করার সুপারিশ করা হয় না। অপারেশনের জন্য ধাতব হুক বা প্লাস্টিকের পুশপিন ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়, 0.5 মিমি নির্বাচন করে... অন্যান্য পদ্ধতির সাথে একত্রে মোটা তাপীয় পরিবাহী সিলিকন প্যাড ব্যবহার করা সুবিধাজনক ইনস্টলেশন অফার করে এবং আঠালো ব্যাকিংয়ের প্রয়োজনীয়তা দূর করে। এর ফলে দ্বিগুণ-তাপীয় পরিবাহী টেপের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে ভাল তাপ অপচয় হয় এবং এটি নিরাপদ এবং আরও নির্ভরযোগ্য। ইউনিট মূল্য, শ্রম এবং সরঞ্জাম সহ সামগ্রিক খরচ আরও প্রতিযোগিতামূলক।

3. তাপ অপচয়ের কাঠামো বেছে নেওয়ার সময়, তাপ অপচয়ের কাঠামোর কাঠামোগত রূপ বিবেচনা করা প্রয়োজন, যেমন যোগাযোগের পৃষ্ঠে স্থানীয় প্রোট্রুশন বা অবকাশ। কাঠামোগত নকশা এবং তাপীয় পরিবাহী সিলিকন প্যাডের আকারের মধ্যে একটি ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে। যদি প্রক্রিয়াটি অনুমতি দেয়, তবে অতিরিক্ত পুরু তাপীয় পরিবাহী সিলিকন প্যাডগুলি বেছে নেওয়া এড়াতে পরামর্শ দেওয়া হয়। অপারেশনের সহজতার জন্য, একক-পার্শ্বযুক্ত আঠালো ব্যাকিং সাধারণত সুপারিশ করা হয়, আঠালো-কোটেড পাশ তাপ অপচয়ের কাঠামোতে প্রয়োগ করা হয়। তাপীয় পরিবাহী সিলিকন প্যাডে পর্যাপ্ত চাপ নিশ্চিত করতে একটি ভাল কম্প্রেশন অনুপাত সহ একটি প্যাড বেছে নেওয়া গুরুত্বপূর্ণ। (তাপীয় পরিবাহী সিলিকন প্যাডের পুরুত্ব অবশ্যই তাপ অপচয়ের কাঠামো এবং তাপের উত্সের মধ্যে ক্লিয়ারেন্সের তাত্ত্বিক উপরের সীমা অতিক্রম করতে হবে, সাধারণত 1mm-2mm দ্বারা।) তাপ অপচয় কাঠামো নির্বাচন করার সময়, PCB বিন্যাসের সময় উপাদানগুলির অবস্থান, উচ্চতা এবং প্যাকেজ প্রকার বিবেচনা করা উচিত। নিয়মিত তাপ উত্স স্থাপন তাপ অপচয় কাঠামোর খরচ কমাতে পারে.

VI. কিভাবে তাপ পরিবাহী সিলিকন শীট চয়ন করুন
তাপ পরিবাহিতা নির্বাচন প্রাথমিকভাবে তাপ উৎসের শক্তি খরচ এবং তাপ সিঙ্ক বা তাপ অপচয় কাঠামোর তাপ অপচয় ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। সাধারণত, নিম্ন তাপমাত্রার স্পেসিফিকেশন, উচ্চ তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা, বা উচ্চ তাপ প্রবাহের ঘনত্ব (সাধারণত 0.6 W/cm³ এর বেশি তাপ অপচয়ের প্রয়োজন হয়, যখন পৃষ্ঠের তাপ প্রবাহের ঘনত্ব 0.04 W/cm² এর চেয়ে কম শুধুমাত্র প্রাকৃতিক পরিচলনের প্রয়োজন হয়) তাপ অপচয়ের প্রয়োজন হয়, এবং একটি উচ্চতর পরিবাহী থার্মালেট নির্বাচন করা উচিত। ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স শিল্পে, চিপ জংশন তাপমাত্রা সাধারণত 85 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি হওয়ার অনুমতি দেওয়া হয় না এবং উচ্চ তাপমাত্রা পরীক্ষার সময় চিপ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 75 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে নিয়ন্ত্রণ করার পরামর্শ দেওয়া হয়। পুরো বোর্ডের উপাদানগুলি বেশিরভাগই বাণিজ্যিক-গ্রেডের, তাই ঘরের তাপমাত্রায় অভ্যন্তরীণ সিস্টেমের তাপমাত্রা 50 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি না হওয়ার পরামর্শ দেওয়া হয়। প্রথম পৃষ্ঠের পৃষ্ঠ, বা শেষ গ্রাহক যে পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ করতে পারে, আদর্শভাবে ঘরের তাপমাত্রায় তাপমাত্রা 45 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে থাকা উচিত। উচ্চ তাপ পরিবাহিতা সহ তাপ পরিবাহী সিলিকন শীট নির্বাচন করা ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে এবং কিছু নকশা মার্জিনের জন্য অনুমতি দেয়।

দ্রষ্টব্য: তাপ প্রবাহের ঘনত্ব: সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে: প্রতি ইউনিট এলাকা প্রতি তাপ প্রবাহের ঘনত্ব (1 বর্গ মিটার) প্রতি ইউনিট সময় (1 জংশন তাপমাত্রা (JT) সেকেন্ডের মধ্যে সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফারের মধ্য দিয়ে প্যাকেজ করা ডিভাইস হাউজিং-এ যাওয়ার তাপের পরিমাণ পরিমাপ করে। এটি সাধারণত কেস তাপমাত্রার চেয়ে বেশি এবং ডিভাইসের তাপমাত্রা বিচ্ছিন্নকরণের জন্য প্রয়োজনীয় তাপমাত্রার তাপমাত্রা পরিমাপ করে। সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার প্যাকেজ ডিভাইস হাউজিং, সেইসাথে তাপ প্রতিরোধের.

VII. তাপীয় পরিবাহী সিলিকনের তাপ পরিবাহিতাকে প্রভাবিত করার কারণগুলি

1. পলিমার ম্যাট্রিক্স উপাদানের ধরন এবং বৈশিষ্ট্য: একটি উচ্চ তাপ পরিবাহিতা ম্যাট্রিক্স উপাদান, ম্যাট্রিক্সে ভাল ফিলার বিচ্ছুরণ এবং ম্যাট্রিক্স এবং ফিলারের মধ্যে একটি ভাল বন্ধনের ফলে যৌগিক উপাদানের আরও ভাল তাপ পরিবাহিতা হয়।

2. ফিলারের ধরন: উচ্চতর ফিলার তাপ পরিবাহিতা সাধারণত যৌগিক উপাদানের ভাল তাপ পরিবাহিতা বাড়ে।

3. ফিলারের আকৃতি: সাধারণত, তাপীয় পথ তৈরির সহজতার ক্রম হল কাঁশ > ফাইবার > ফ্লেক্স > দানা। ফিলারের পক্ষে তাপীয় পথ তৈরি করা যত সহজ, তাপ পরিবাহিতা তত ভাল।

4. ফিলার সামগ্রী পলিমারের মধ্যে ফিলারগুলির বিতরণ যৌগিক পদার্থের তাপ পরিবাহিতা নির্ধারণ করে। যখন ফিলার কন্টেন্ট কম হয়, তাপ পরিবাহিতা প্রভাব উল্লেখযোগ্য নয়; যখন ফিলার সামগ্রী অত্যধিক হয়, তখন যৌগিক উপাদানের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়। যাইহোক, যখন ফিলারের বিষয়বস্তু একটি নির্দিষ্ট মান পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন ফিলারগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া একটি নেটওয়ার্ক গঠন করে-মতো বা চেইন-যেমন সিস্টেমে তাপীয় পরিবাহী নেটওয়ার্ক। তাপ পরিবাহিতা সর্বোত্তম যখন এই নেটওয়ার্কের দিক তাপ প্রবাহের দিকের সাথে সারিবদ্ধ হয়। অতএব, তাপীয় পরিবাহী ফিলারের পরিমাণের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ মান রয়েছে।

5. ফিলার এবং ম্যাট্রিক্স উপাদানের মধ্যে বন্ধনের বৈশিষ্ট্য ফিলারের পৃষ্ঠের চিকিত্সার জন্য একটি উপযুক্ত কাপলিং এজেন্ট ব্যবহার করলে তাপ পরিবাহিতা 10%-20% বৃদ্ধি করতে পারে।