Ffigur 1.Mae delweddu camera thermol o fodiwlau pŵer mewn potiau adran drwchus yn aml yn datgelu'r haen potio fel y gwrthiant thermol amlycaf - newidyn sy'n absennol o'r rhan fwyaf o fodelau thermol cychwynnol.
Dangosodd y model thermol dymheredd cyffordd 95 gradd o dan lwyth llawn. Mae'r cynulliad yn rhedeg ar 118 gradd. Mae dychweliadau cydran yn dechrau ar 14 mis - drifft trothwy giât IGBT, methiant cynhwysydd electrolytig, blinder cymalau sodro wedi'i ganoli o amgylch y parth gwasgariad uchel. Mae'r tîm peirianneg yn ymchwilio i ansawdd cydrannau. Mae pwysau copr PCB. Mae ymwrthedd cyswllt heatsink. Nid oes neb yn agor y model thermol ac yn ychwanegu eitem llinell ar gyfer y cyfansawdd potio epocsi rhwng y gydran a wal y lloc. Byddai'r eitem linell honno, pe bai wedi'i chynnwys, wedi dangos cyfraniad gwrthiant thermol o 0.04-0.06 K/W y cm² ar drwch potio safonol - yn ddigon i gyfrif am y rhan fwyaf o'r anghysondeb rhwng model a mesuriad.
Nid yw cyfansoddion potio epocsi safonol ar 0.5 W/m·K yn thermol niwtral mewn-cynlluniau trychiadau. Maen nhw'n ynysyddion thermol gyda -swyddogaeth gwrth-fflam. Eu trin yn thermol dryloyw mewn model thermol electroneg pŵer yw achos, nid symptom, y broblem tymheredd cyffordd.
Gwrthwynebiad Thermol Haen Potio: Asesiad Meintiol
Mae gwrthiant thermol trwy haen planar yn cael ei gyfrifo fel R=t / (k × A), lle mae t yn drwch haen, k yw dargludedd thermol, ac A yw arwynebedd traws-adrannol. Ar gyfer compownd potio safonol ar k=0.5 W/m·K:
Ar drwch 10 mm, arwynebedd 1 cm²: R=0.010 / (0.5 × 0.0001)=0.20 K/W
Ar drwch 15 mm, arwynebedd 1 cm²: R=0.015 / (0.5 × 0.0001)=0.30 K/W
Ar drwch 20 mm, arwynebedd 1 cm²: R=0.020 / (0.5 × 0.0001)=0.40 K/W
Nid yw'r rhain yn werthoedd dibwys. Mae modiwl pŵer sy'n gwasgaru 5 W trwy adran potio 15 mm × 1 cm² yn profi cynnydd tymheredd o 1.5 gradd ar draws y potio ar 0.5 W/m·K - sy'n swnio'n fach nes bod arwynebedd trawsdoriadol y groes yn 2 cm², y gwasgariad yw 20 W, a'r man poeth wedi'i grynhoi. Mewn cynlluniau modiwl pŵer dwys lle mae cydrannau gwasgaredig lluosog yn rhannu cyfaint mewn potiau, mae gwrthiant thermol cronnol yr haen potio yn cyfrannu 15–30 gradd i'r gyffordd â-cyllideb amgylchynol mewn dyluniadau lle na chafodd y cyfraniad hwn ei fodelu.
Ar k=1.5 W/m·K, mae'r un geometreg yn cynhyrchu un rhan o dair o'r gwrthiant thermol. Mae p'un a yw'r gostyngiad hwnnw'n ystyrlon yn dibynnu ar beth yw'r gwrthiannau eraill yn y llwybr thermol - os yw'r gyffordd i wrthiant achos y gydran yn dominyddu, nid yw gwella'r compownd potio yn rhoi fawr o fudd. Mae ymwrthedd thermol haen potio yn fwyaf canlyniadol pan mai dyma'r term amlycaf yn y llwybr, sy'n digwydd mewn-cynlluniau adrannau trwchus gyda llwybrau oeri gwrthiant cymharol isel ar yr wyneb allanol.
Ffigur 2.Mewn darn potio 15 mm o drwch, mae newid o 0.5 W/m·K i 1.5 W/m·K yn lleihau gwrthiant thermol yr haen botio tua dwy{{-}o ran o dair. Mae p'un a yw'r gostyngiad hwn yn sylweddol yn dibynnu ar faint cymharol gwrthiannau eraill yn y llwybr thermol.
Lle mae Trwch-Adran Potio Ymwrthedd Thermol yn Dominyddu
Nid yw pob cynulliad mewn potiau yn sensitif i ddargludedd thermol y cyfansawdd potio. Mae'r amodau dylunio canlynol yn nodi achosion lle mae'r haen potio yn debygol o fod yn brif wrthiant thermol:
Trwch adran potio uwch na 8-10 mm.O dan yr ystod hon, mae ymwrthedd thermol absoliwt yr haen potio fel arfer yn fach o'i gymharu â gwrthiannau eraill yn y llwybr. Yn uwch na'r ystod hon, yn enwedig pan fo'r wyneb oeri yn wal allanol y lloc, mae'r haen potio yn aml yn dod yn derm amlycaf.
Dwysedd gwasgariad pŵer uwchlaw 1 W/cm² o fewn y cyfaint pot.Ar ddwysedd gwasgariad isel, mae'r gwahaniaeth tymheredd ar draws yr haen potio yn aros o fewn terfynau derbyniol hyd yn oed ar 0.5 W/m·K. Wrth i ddwysedd pŵer gynyddu, mae'r un gwrthiant thermol yn cynhyrchu gwahaniaethau tymheredd sy'n gymesur fwy.
Topoleg llwybr oeri lle mae'n rhaid i wres ddargludo trwy'r haen potio i gyrraedd yr wyneb oeri.Mewn gwasanaethau lle mae heatsink neu wal amgaeedig yn brif lwybr oeri ac mae'r cyfaint pot yn gwahanu'r gydran o'r wyneb hwnnw, nid oes llwybr osgoi - 100 mae'n rhaid i% o wres gwasgaredig y gydran ddargludo trwy'r potio. Mewn gwasanaethau lle gall y gydran oeri trwy lidiau, awyren copr PCB, neu gysylltiad uniongyrchol â'r tai, mae'r cyfraniad potio yn cael ei leihau.
Cymwysiadau dyletswydd parhaus heb unrhyw ryddhad beicio thermol.Mae cydran sy'n rhedeg yn barhaus yn agos at derfyn tymheredd ei gyffordd yn cronni diraddiad yn llinol. Gall gostyngiad o 15 gradd yn nhymheredd cyffordd - y gellir ei gyflawni trwy ddewis cyfansawdd potio mewn rhai geometregau - ddyblu bywyd gwasanaeth cydrannau o dan-ddiraddio model Arrhenius.
Pam Mae Dargludedd Thermol Epocsi Safonol yn Isel a Beth sy'n Ei Godi
Mae gan resinau epocsi heb eu llenwi a'u llenwi'n ysgafn ddargludedd thermol yn yr ystod 0.15–0.25 W/m·K. Mae hyn yn gynhenid i'r matrics polymerau croes-gysylltiedig - mae cadwyni polymerau yn ddargludyddion thermol gwael oherwydd bod trosglwyddo gwres mewn polymerau amorffaidd yn bennaf trwy drosglwyddo egni dirgrynol ar hyd cadwyni, sy'n aneffeithlon o'i gymharu â deunyddiau crisialog. Mae'r gwerthoedd 0.5–0.7 W/m·K sy'n nodweddiadol o gyfansoddion potio epocsi gwrth-fflam safonol yn cynrychioli rhywfaint o gynnwys llenwi - fel arfer yr un llenwyr anorganig sy'n cyfrannu at y fflam-swyddogaeth gwrth-fflam - ond mewn llwythiadau llenwi wedi'u hoptimeiddio ar gyfer prosesadwyedd a pherfformiad fflam, nid ar gyfer perfformiad dargludedd thermol.
Er mwyn cyrraedd 1.5 W/m·K mae angen llwytho llenwad sylweddol uwch gyda gronynnau anorganig dargludol thermol - fel arfer alwminiwm hydrocsid, alwmina, neu boron nitrid ar ffracsiynau cyfaint uwch na 50%. Mae'r fasnach yn cynyddu'n sylweddol yn gludedd cydrannau sylfaen: bydd gan fformiwleiddiad sy'n darparu 1.5 W/m·K fel arfer gludedd sylfaenol yn yr ystod o 500,000–1,500,000 cps ar 25 gradd , o'i gymharu â 4,000–10,000 cps ar gyfer system fflamydd safonol{16} Mae'r ystod gludedd hon yn gofyn am gyn-gymysgu mecanyddol, ac yn ddelfrydol dosbarthu gwresogi ar 50 gradd, i gyflawni llenwad di-rym mewn ceudodau potio cyfyng. Mae'r cynnydd dargludedd thermol yn real, ond mae'n dod â gofyniad disgyblaeth proses nad yw'n bresennol mewn potio epocsi safonol.
Pwynt hollbwysig ond a anwybyddir yn aml:dim ond pan fydd y llenwad wedi'i ddosbarthu'n unffurf yn yr adran wedi'i halltu y cyflawnir dargludedd thermol system llenwi iawn.Mae llenwi'r gydran sylfaen yn ystod storio - sy'n arwyddocaol mewn systemau â dwyseddau gronynnau yn sylweddol uwch na'r cludwr resin - yn cynhyrchu adran wedi'i halltu â dosbarthiad llenwi amrywiol, ac felly dargludedd thermol amrywiol. Mae'n bosibl na fydd dargludedd thermol wedi'i fesur mewn un lleoliad yn y rhan wedi'i halltu yn cynrychioli'r cyfartaledd swmp, ac ni fydd yn cynrychioli adrannau lle cafodd y deunydd llenwi uchaf ei ddisbyddu ei dywallt. Nid yw hwn yn ddiffyg materol - mae'n ddiffyg trin. Nid yw cyn{7}}cymysgu'r gydran sylfaenol yn ei gynhwysydd gwreiddiol cyn pwyso yn ddewisol mewn systemau llenwi uchel.
Ffigur 3.Mae setlo llenwyr yn y gydran sylfaen E533 yn ddigon arwyddocaol yn ystod storio i gynhyrchu unffurfiaeth an-mesuradwy mewn dargludedd thermol wedi'i halltu os nad yw'r cynhwysydd wedi'i ail-gymysgu'n fecanyddol cyn ei bwyso.
Y Broblem Lleoedd Gwag: Pam Mae Degassing yn Fwy Hanfodol mewn Systemau Dargludol Thermol
Mewn compownd potio epocsi 0.5 W/m·K safonol, mae gwagleoedd wedi'u caethiwo yn lleihau cryfder deuelectrig lleol ac yn creu safleoedd crynodiad straen. Mewn cyfansoddyn dargludol thermol sydd wedi'i gynllunio i ddargludo gwres, mae gan unedau gwag ganlyniad ychwanegol a mwy difrifol: maent yn ynysyddion thermol wedi'u hymgorffori mewn matrics dargludol thermol.
Mae dargludedd thermol aer ar amodau amgylchynol tua 0.026 W/m·K - tua 1/58fed o'r matrics 1.5 W/m·K amgylchynol. Mae gwagle sfferig mewn matrics dargludol thermol yn creu gwrthiant thermol lleol sy'n orchmynion maint yn uwch na'r deunydd amgylchynol. Mewn-modiwl pŵer adran drwchus lle mai bwriad y dyluniad yw dargludo gwres drwy'r potio i wal y lloc, gall clwstwr o unedau gwag mewn lleoliad critigol greu tagfa thermol leol sy'n trechu pwrpas pennu'r cyfansawdd dargludedd uwch.
Mae dadnwyo gwactod felly yn fwy canlyniadol mewn systemau dargludol thermol nag mewn systemau safonol. Mae'r ddadl dros degassing system safonol yn bennaf dielectric - gwagle lleihau cryfder dielectric effeithiol. Mae'r ddadl dros ddadnwyo system dargludol thermol yn ddielectrig a thermol. Mae p'un a oes angen dadnwyo ar gymhwysiad penodol yn dibynnu ar geometreg ceudod a chynnwys gwagle y gellir ei gyflawni trwy ddosbarthu'n ofalus, ond mewn-modiwlau dwysedd uchel mewn potiau, y dybiaeth ddiogel yw bod angen dadnwyo oni bai bod ansawdd llenwi ceudod wedi'i ddilysu ar sbesimenau cynrychioliadol.
Tymheredd Trawsnewid Gwydr a'i Berthynas â Pherfformiad Thermol
Mae cyfansawdd potio dargludol thermol yn cael ei ddefnyddio mewn amgylchedd poeth yn ôl diffiniad - sef yr amod cymhwyso a ysgogodd y dewis. Mae tymheredd trawsnewid gwydr (Tg) y system wedi'i halltu yn pennu ar ba dymheredd y mae ffurf fecanyddol y potio yn dechrau newid. Islaw Tg, mae'r cyfansoddyn yn wydrog, yn anhyblyg, ac yn sefydlog o ran dimensiwn. Uwchben Tg, mae'r rhwydwaith polymerau yn trawsnewid i gyflwr rwber gyda modwlws wedi'i leihau'n sylweddol a CTE sy'n cynyddu'n gyflym.
Ar gyfer cynulliad pŵer mewn potiau sy'n rhedeg ar dymheredd uchel, mae Tg y cyfansoddyn yn sefydlu'r ffin uchaf o sefydlogrwydd dimensiwn dibynadwy - nid yr uchafswm tymheredd gwasanaeth parhaus, sy'n gofyn am ymyl thermol islaw Tg. Os yw tymheredd craidd yr adran potio yn agosáu neu'n uwch na Tg yn ystod gweithrediad arferol, bydd y cyfansoddyn yn ymlusgo o dan lwyth ei ehangiad thermol ei hun, gan gracio'r rhyngwyneb â chydrannau mewnosodedig neu'r amgaead o bosibl.
Mae hyn yn golygu bod y gofyniad Tg am gyfansoddyn sy'n dargludo'n thermol yn cael ei bennu gan allbwn model thermol - yn benodol gan dymheredd craidd rhagweledig yr adran mewn potiau ar y llwyth parhaus uchaf - nid gan dymheredd amgylchynol y lloc. Mewn modiwl pŵer trwchus lle mae'r haen potio yn lleihau tymheredd y gyffordd ond mae craidd y màs mewn potiau yn dal i gyrraedd 110 gradd, mae cyfansawdd gyda Tg o 127 gradd (gydag ymyl gweithredu o ~17 gradd) yn ystyrlon. Byddai cyfansawdd gyda Tg o 70 gradd yn dechrau colli sefydlogrwydd dimensiwn o dan yr amodau hynny.
Yr hyn y dylai Model Thermol Priodol ei gynnwys ar gyfer Cynulliadau mewn Potyn
Bydd model thermol ar gyfer cynulliad pŵer mewn potiau sy'n eithrio ymwrthedd thermol cyfansawdd potio yn tanseilio tymheredd cyffordd yn systematig. Mae'r dull cywir yn cynnwys:
Cyffordd{0}}i-achos gwrthiant thermol pob cydran afradlonedd (o daflen ddata cydrannau).
Mae'r gwrthiant cyswllt rhwng y pecyn cydran a'r cyfansawdd potio o'i amgylch (yn dibynnu ar wlychu a chynnwys gwag yn y rhyngwyneb).
Gwrthiant thermol swmp yr haen potio o wyneb y gydran i'r ffin oeri gyntaf (wal amgaead, heatsink, neu awyren copr PCB).
Y gwrthiant cyswllt neu ryngwyneb rhwng y potio a'r ffin oeri.
Ymwrthedd thermol y ffin oeri ei hun (trwch wal lloc a deunydd, effeithlonrwydd heatsink).
Mewn gwasanaethau lle mae ymwrthedd thermol yr haen potio yw'r term amlycaf - a nodir gan y ffaith bod ei dynnu o'r model yn cynhyrchu tymheredd cyffordd yn sylweddol is na'r gwerth mesuredig - mae detholiad dargludedd thermol cyfansawdd potio yn effeithio'n uniongyrchol ar y dyluniad thermol. Dyma'r amod lle mae pennu 1.5 W/m·K yn erbyn 0.5 W/m·K yn cynhyrchu gwahaniaeth ystyrlon yn nibynadwyedd y system.
Pan Nad yw Potio Dargludol Thermol yn Datrys y Broblem
Ni fydd pennu compownd potio 1.5 W/m·K yn datrys problem gor-dymheredd cyffordd pan:
Cyffordd y cydran-i-gwrthedd achosion yw'r term amlycaf.Os mai'r gydran ei hun yw'r dagfa thermol, mae gwella dargludedd y cyfansawdd potio yn cael effaith ymylol. Rhaid dadansoddi'r model thermol llawn i nodi pa wrthwynebiad sy'n dominyddu cyn newid deunyddiau.
Mae'r rhan potio yn denau (llai na 5 mm).Ar drwch isel, mae ymwrthedd thermol absoliwt yr haen potio yn fach waeth beth fo'r dargludedd. Mae pennu 1.5 W/m·K i fynd i'r afael â haen potio 5 mm yn ychwanegu cymhlethdod y broses heb fudd thermol ystyrlon.
Y llwybr oeri rhwng yr wyneb allanol potio a'r amgylchynol yw'r gwrthiant cyfyngu.Os mai darfudiad naturiol o wyneb y lloc yw'r dagfa thermol, mae lleihau'r ymwrthedd haen potio yn symud y dagfa un cam tuag allan - nid yw'n lleihau tymheredd cyffordd yn gymesur.
Nid yw'r gwagleoedd a dosbarthiad y llenwyr yn cael eu rheoli.Efallai na fydd cyfansoddyn dargludol thermol gyda chynnwys gwag 10-15% yn perfformio'n well na chyfansoddyn safonol heb unrhyw wagleoedd, oherwydd bod y gwagleoedd yn creu gwrthiannau thermol lleol sy'n fwy na'r gwelliant dargludedd swmp.
Cynnyrch Cysylltiedig ar gyfer Rheoli Thermol mewn Potio Adran Trwchus
Mae E533/H533 yn gyfansoddyn potio epocsi dwy gydran sydd wedi'i lenwi'n drwm ac sy'n darparu dargludedd thermol 1.5 W/m·K a Tg 127 gradd . Mae angen iachâd gwres dau-gyfnod (80 gradd × 2 awr + 120 gradd × 4 awr) i ddatblygu ei briodweddau graddedig. Mae gan y gydran sylfaen (E533) gludedd o 500,000–1,500,000 cps ar 25 gradd - cyn- cymysgu mecanyddol a gweinyddu gwresogi ar 50 gradd (lle mae gludedd cymysg yn gostwng i 700–1,500 cps) ac mae angen{- datblygu eiddo gwag cyson).
Dylid cadarnhau statws ardystio UL 94 V-0 o dan Ffeil E120665 (a restrir fel E-53(Y)/H-53(Y))) gyda Fong Yong Chemical cyn y fanyleb, gan fod angen dilysu statws profion dilynol ym mis Rhagfyr 2025. Dylai peirianwyr sydd angen ardystiad UL gweithredol ar hyn o bryd gadarnhau llinell amser adfer cyn cynnwys E533 / H533 mewn cynnyrch terfynol a restrir UL.
👉 🔗 E533/H533 Tudalen Cynnyrch - Data Technegol, Dargludedd Thermol, Nodiadau Cymhwysiad
Cwestiynau Peirianneg Allweddol
Ar ba drwch potio y mae'r fanyleb dargludedd thermol yn dechrau dod o bwys?
Fel canllaw bras, mae ymwrthedd thermol yr haen potio yn dod yn sylweddol o'i gymharu â gwrthiant thermol eraill yn y llwybr pan fo'r rhan mewn potiau yn fwy nag oddeutu 8-10 mm a dwysedd afradu pŵer yn fwy na 1 W / cm². O dan y trothwyon hyn, fel arfer nid gwrthiant absoliwt yr haen potio yw'r term amlycaf, ac mae cynyddu dargludedd thermol o 0.5 i 1.5 W/m·K yn cynhyrchu gwelliant llai na 5 gradd yn nhymheredd y gyffordd. Dylid cadarnhau hyn trwy redeg y niferoedd mewn model thermol llawn ar gyfer y geometreg benodol cyn gwneud penderfyniad newid materol.
A ellir mesur dargludedd thermol ar sbesimenau cynhyrchu i wirio bod y cyfansoddyn yn perfformio fel y nodir?
Oes, ond dylid gwneud y mesuriad ar sbesimenau wedi'u halltu a wneir ar faint swp cynhyrchu ac amodau degassing, nid ar sbesimenau labordy a baratowyd o dan amodau delfrydol. Mae dargludedd thermol mewn systemau llawn iawn yn sensitif i gynnwys gwag a dosbarthiad llenwyr. Gall sbesimen cynhyrchu gyda 5% o gynnwys gwag a llenwad anghyflawn ail-wasgariad o gyn-gymysgu annigonol fesur 0.8–1.0 W/m·K yn hytrach na 1.5 W/m·K. Mesur dargludedd thermol cyfnodol ar sbesimenau cynrychioliadol cynhyrchu yw'r dull dilysu cywir, nid dibynnu ar werthoedd TDS yn unig.
A yw Tg y cyfansawdd potio yn effeithio ar ei ddargludedd thermol yn ystod y llawdriniaeth?
Mae dargludedd thermol mewn systemau llenwi iawn yn llai sensitif i drawsnewidiad Tg na phriodweddau mecanyddol. Y prif bryder uwchben Tg yw sefydlogrwydd dimensiwn ac ymgripiad - mae'r cyfansoddyn yn meddalu, mae CTE yn cynyddu tua 2–3 ×, ac mae llwyth parhaus yn achosi ymgripiad yn y rhyngwyneb cydran potio. Nid yw dargludedd thermol yn gostwng yn ddramatig yn Tg ar gyfer system sydd wedi'i llenwi'n drwm oherwydd bod y gronynnau llenwi (sy'n cario'r rhan fwyaf o'r gwres) yn aros yn eu lle. Mae pryder Tg mewn cymhwysiad wedi'i lwytho'n thermol yn fecanyddol, nid yn ddargludedd thermol-.
Y Camau Nesaf - Cysylltwch â Fong Yong Chemical
