突破海外大厂垄断,景图推出国内首款13.5W高回弹高可靠的导热垫片!

2024-08-08 景图电子材料公众号
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信息技术的飞速发展加速了智能时代的来临,而作为载体的各类电子产品也在不断的更新换代,高功率,高度集成和小型化的的演变趋势使得散热和可靠性的问题越来越棘手,并逐渐成为电子产品设计的瓶颈。


电子产品可靠性的主要挑战来源于热膨胀系数(CTE),也就是我们常说的‘热胀冷缩’。CTE是材料自身的特性,而电子器件之间由于CTE的不匹配,在工作温度升高或降低时就会出现弯曲变形的现象,如下图所示:

随着使用时间的推移,反复变形并对缝隙间的热界面材料进行挤压,会造成空隙出现,从而影响散热效果。而很多高功率设备为了响应‘节能减排’‘碳中和’等要求,会开启潮汐模式,即在需求高峰时段功率全开,低谷时段比如深夜至凌晨,系统功率降低或关机,相当于每天给工件做温循老化,这无疑加剧了CTE带来的影响。


电子制造行业使用了几十年的传统硅基导热垫片,主要成分是由有机硅树脂和各种类型的导热填料。这种组成带来的天然特性是导致制成品本身根本不具备压缩回弹特性。经过芯片和散热模组在微观下长期的挤压,加之恶劣工况特别是高温对材料本体的影响, 随着时间的推移,在某个接触面上,会逐步出现不可恢复的界面脱离“Delamination”,导致界面热阻显著上升,无法继续提供良好的热传导路径,最终导致芯片甚至整机热失效。

针对此类问题,业内逐渐开始关注具备高回弹特性的导热材料。但是,如前所述,在传统的导热材料开发路径上,材料的回弹特性被如下几个因素所制约,成为了一道难以逾越的障碍:

  • 随着原材料性能的演进以及测试手段的升级,近年来很多导热材料大厂都能有效控制导热垫片的硬度,从而满足客户多种散热应用场景。但是在Shore 00的硬度范围内,能够把热界面材料做成高回弹特性是整个行业内的挑战,尤其还是在超高导热场景下,由于导热粉体含量的升高,材料的“粉体特性”表现明显,想做到兼顾导热、回弹和Shore 00硬度,几乎成了“不可能三角”。

  • 超高导热垫片,由于需要导热填料的“loading”足够高会造成材料在长时间严酷环境下服役的力学性能(软度和回弹性)迅速劣化,使其无法满足长期可靠性的要求。


传统的高导热绝缘材料,大多都是高填充型配方,以塑性形变为主导,不可避免的出现低分子链段的硅油热损失(挥发)以及界面劣化导致整体力学失效。景图材料的研发团队另辟蹊径,不断升级粉料预处理方法,经过上千次试验,得到最佳的聚合物-导热粉体配比,进而借助自主开发的独特混炼、成型工艺下,实现了导热系数高达13.5W,回弹率超过60%的高可靠热界面材料(HRGP-14065)的成功量产。


产品优势

景图的HRGP-14065在经过了2000小时150度高温,-40°~125°温循和双85加速老化之后,依然具备惊人的40%以上的回弹性特性(2mm压缩50%并持续10分钟,撤掉压力30分钟后记录回弹量),这一特性赋予了该产品强大的自修复能力,使得材料本体可以在恶劣的工作环境中及时弥补CTE不匹配造成的空隙,持续保障良好的散热效果。


2000小时老化后的回弹效果


拓展应用

景图的创新并未止步于此。为了适应精密光学设备对控制导热材料小分子硅氧烷挥发物的严格要求,研发团队为HRGP-14065进一步优化了低挥发和低渗油的特性,在125°高温烘烤1周后,渗油率低于0.9%,释气水平无限接近于0%。该特性在高速光传输设备,激光雷达,激光投影仪等设备的散热场景中,提供了无与伦比的光学器件友好性。

数据表


自8月1日景图材料通过行业知名媒体正式发布这款创新的高性能产品,在业内引起强烈反响以及专业人士的热烈讨论,同时在线上接到了大量的技术咨询和样品申请。针对几个业内知名客户提出的力学,热性能和具体的渗油性能相关问题,我们决定分享更多测试数据:


渗油测试数据

测试条件:

  • 导热垫样品尺寸:25x25mm正方形,厚度2mm

  • 压缩量:50%;老化条件:125℃,168小时

  • 称重:样品初始重量和烘烤后的重量

力学测试

  • 测试仪器:万能试验机Model 43

  • 样品尺寸:25*25*2mm

  • 压缩速率:25.4mm/min;压缩量:50%

  • 保持时间:30min后测试剥离力



热稳定性测试

  • 测试仪器:热重分析仪,TA Q50

  • 测试方法:200℃保持0.5h

  • 升温速率:10℃/min,氮气氛围

景图材料的研发团队始终致力于通过深厚的技术积累为各行业客户提供最具性能成本优势的电子材料,确保您的电子设备运行无忧。

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