مسحوق كربيد السيليكون لتحسين التوصيل الحراري وتبديد الحرارة
يُعد مسحوق كربيد السيليكون (SiC) مسحوقًا عالي الجودة شائع الاستخدام في الحشوات الموصلة حراريًا ومواد تبديد الحرارة. وتتركز خصائصه الرئيسية في الموصلية الحرارية العالية، والتمدد الحراري المنخفض، والثبات العالي، والعزل الحراري العالي، وسهولة التعبئة، وتحديدًا كما يلي:
1. موصلية حرارية عالية، تتجاوز بكثير موصلية الألومينا
– يمكن أن تصل الموصلية الحرارية النظرية إلى 200-490 واط/(م·ك) (توجد اختلافات طفيفة بين الأشكال البلورية المختلفة؛ الموصلية الحرارية لكربيد السيليكون في الطور ألفا أعلى من تلك الخاصة بالطور بيتا).
في التطبيقات العملية كمادة مالئة، تكون موصليتها الحرارية أعلى بكثير من موصلية الألومينا (Al₂O₃). ويكون التحسن في الموصلية الحرارية للمواد المركبة أكثر وضوحًا عند نفس نسبة المادة المالئة.
2. معامل تمدد حراري منخفض، وتوافق جيد مع أشباه الموصلات/السيراميك
– معامل التمدد الخطي هو تقريبًا 3.5–4.5 × 10⁻⁶ /℃.
– يشبه هذا المنتج رقائق السيليكون، والركائز الخزفية، وأغلفة تغليف كربيد السيليكون والألومنيوم (AlSiC). يتميز بانخفاض الإجهاد الحراري، ومقاومة عالية للصدمات الحرارية، كما أنه غير عرضة للتشقق نتيجة دورات التبريد والتسخين.
3. استقرار كيميائي قوي للغاية ومقاومة عالية للحرارة
– يحافظ على استقراره الهيكلي عند درجات حرارة تصل إلى 800 درجة مئوية أو حتى أعلى من ذلك، دون تحلل أو تدهور.
– مقاوم للأحماض والقلويات والأكسدة؛ ولا يتفاعل بشكل ضار مع الراتنجات أو المعادن عند درجات الحرارة العالية. ونتيجة لذلك، فهو مناسب لتبديد الحرارة في درجات الحرارة العالية وبيئات الأجهزة عالية الطاقة.
4. عزل كهربائي جيد، دون التأثير على السلامة الكهربائية
– يتميز مسحوق كربيد السيليكون عالي النقاء بمقاومة حجمية عالية، مما يصنفه كمادة مالئة شبه عازلة/عازلة.
– يُحسّن مسحوق كربيد السيليكون التوصيل الحراري دون التأثير على أداء العزل. لذا فهو مناسب للاستخدام في المواد اللاصقة العازلة والموصلة حرارياً، والوسادات الموصلة حرارياً، ومركبات التغليف.
5. صلابة عالية ومقاومة للتآكل، مناسبة لظروف التشغيل طويلة الأمد
– تبلغ صلابة موس حوالي 9.5، وهي قريبة من صلابة الماس.
– المادة مقاومة للتآكل والتآكل، وهي مناسبة لهياكل وطلاءات تبديد الحرارة عالية الطاقة وعالية الموثوقية.
باختصار، تشمل المزايا الأساسية لمسحوق كربيد السيليكون في مجال تبديد الحرارة: الموصلية الحرارية العالية، والتمدد الحراري المنخفض، ومقاومة درجات الحرارة العالية، والعزل، والاستقرار، وقدرة الحشو العالية. وهو مادة حشو عالية الأداء ذات موصلية حرارية ممتازة، يمكن استخدامها كبديل للألومينا أو دمجها معها في تطبيقات متنوعة، مثل مصادر الطاقة عالية القدرة، وأنظمة التحكم الإلكترونية في مركبات الطاقة الجديدة، ووحدات IGBT، والوحدات البصرية، والتغليف الإلكتروني عالي الجودة.
