Elektronik Devrelerin Termal Yönetimi ve Yapıştırılma Prosesi
Elektronik cihazların giderek daha küçük ve daha kompleks hale gelmesi sonucu, mikroelektronik partiküllerin ısı yönetimi oldukça kritik bir husus olmaya başlamıştır. Özellikle son yıllarda güç iletkenlerinin ve bataryaların yaygın kullanımı, 100°C ve üzerinde
gerçekleşen proseslerde daha hızlı bir ısı transferi sağlanması gerekliliğini gözler önüne sermiştir.
Termal iletken yapıştırıcılar genel olarak, mikroçiplerin ve benzeri elektronik devre elemanlarının küçük bir yüzeye yayılan yüksek sıcaklığının, devrenin soğutma elemanına transferinin yüksek verimle olmasını etkileyen ve mekanik birleşme sağlayan malzemelerdir.
Termal yönetimin öneminin artmasıyla beraber, kimyasal dayanım, düşük termal genleşme ve sıcaklık dayanımında sistemin korunmasında önem kazanmaya başlamıştır.
Epoksi reçineler; mükemmel yapışma mukavemeti, düşük büzülme ve hızlı/kolay kürlenebilmesi sebepleriyle yapıştırıcı ve kaplama çözümlerinde başarıyla kullanılır, ancak düşük termal dayanımı ve kısıtlı esneklikleri sebebiyle, özünde kırılgan bir yapı oluştururlar.
Bu sorunun üstesinden gelmek için silikon polimerlerine ihtiyaç duyulur. Silikon polimerleri; yüksek sıcaklık dayanımı, modifiye edilebilmesi, hidrofobik oluşu ve basınç altında yüksek esneklik katsayısı gibi özellikleri sayesinde elektronik sistemlerin korunmasında epoksi reçinelere göre daha avantajlıdır.
Silikon malzemelerin termal iletim gücünün elde edilebilmesi, vinil grupları içeren polidimetilsiloksanın (grafit, alüminyum, bakır, altın, gümüş vb.) kristal ve metallerin tozları ile karışımı ve platin katalizörü ile kürlenmesi esasına dayanır. Isı iletimi, zincir moleküllerin
titreşim ve dönme hareketi sayesinde sağlanır.
Isıl iletkenlik, polimerin kristalleşme derecesine bağlıdır. Silikon polimerler elektriksel olarak yalıtkandır, nötr silikon polimerler için ısıl iletim katsayısı genel olarak 0.1 - 0.5 W/m.K arasındadır. Bu noktada, termal iletkenliği yüksek olan bazı metal tozlarının ve minerallerin,
dolgu amacıyla eklenmesiyle 8-10 W/m.K aralığına kadar çıkabilen silikon yapıştırıcılar elde edilir.
Ortalama bir termal macunun 1 W/m.K seviyesinde ısıl iletimi olduğunu göz önünde bulundurarak, yüksek termal iletken bir yapıştırıcının sağlayacağı avantajlar hakkında fikir sahibi olunabilir.
Bir elektronik devre içerisinde ısınan bir işlemci ile bu işlemciyi soğutmaya yarayan soğutma devresi arasındaki boşluğu doldurmak için Termal Arayüz Malzemeleri kullanılır. Bu malzemeler, ısının işlemciden soğutma devresine doğru yayılmasını sağlayarak, işlemcinin
ömrünün uzamasına ve performansında stabil kalmasına olanak tanır.
Yapıştırıcı bir Termal Arayüz Malzemesi ile hem işlemciyi baskı devre kartına sabitleyerek
vida ve klipslere ihtiyaç biter, hem de işlemcini performansı için gerekli ısı yönetimi sorunu çözülmüş olur. Bu elektronik devrenin dışarıdan gelebilecek nem, toz ve yağmur gibi zararlı kirleticilerden arındırılması için devrenin tamamının termal iletken dolgu malzemesi ile doldurulması da sağlanabilir.
Yine bu sayede, hem kontamine edici dış etkilerin elektronik devreye ulaşmasını engellenir, hem de devrenin ısınan elemanlarının soğutulabilmesi sağlanır. Latro Kimya olarak, oda koşullarında, yüksek ısıda veya UV ışınıyla kürlenebilen, tek veya çift bileşenli, yüksek sıcaklık altında çalışan, elektronik devre elemanlarının verimini ve çalışma ömrünü arttıran, aynı zamanda güvenliğini sağlayan termal iletken silikon malzemeler ile üretim prosesinizin tamamında çözüm ortağınız olmak istiyoruz.
Alper Bağ
Kimyasal Çözüm Kâşifi
Latro Kimya
