Folha não condutiva térmica de silício [UNK] Quando a limpeza se torna uma restrição rígida para o design de dissipação térmica - "Sem silício" solução de gestão térmica para centros de dados AI e módulos ópticos

1[UNK] O "outro lado" do silício: por que os dispositivos eletrônicos de alto nível devem despedir-se de materiais condutivos térmicos baseados no silício

Os gasquetes de silicone termo condutivos têm sido há muito tempo a escolha principal para materiais de interface térmica. No entanto, materiais baseados no silício têm um defeito natural - a volatilização de siloxanos de baixo peso molecular e a precipitação lenta do óleo de silício.

Na eletrônica comum de consumo, essa questão ainda não é significativa. No entanto, em cenários como centros de dados AI, módulos de comunicação óptica, equipamento óptico de precisão e eletrônica médica, quantidades de traços de poluição por siloxano podem causar consequências catastróficas. Dentro do módulo óptico, moléculas voláteis de siloxano se condensarão na superfície da lente, causando atenuação do caminho óptico e dano à integridade do sinalNos agrupamentos de servidores, os precipitados de óleo de silicone podem aderir à superfície de contatos de circuitos de bordo, causando maior resistência ao contato e mesmo falha intermitenteEm discos rígidos, partículas de poluição de sílico podem causar instabilidade na distância entre cabeças de leitura/escrita e discos.

São esses 'poluentes invisíveis' que estão impulsionando a migração acelerada de dispositivos eletrônicos de alta confiabilidade de materiais condutivos térmicos baseados no sílico para sistemas não sílicos.

2[UNK] Caminho técnico e vantagens essenciais das placas termicas não silicónicas

A lógica tecnológica básica das folhas não condutivas térmicas de silicone é usar polímeros não baseados em silicone (ácido acrílico, poliuretano, resina époxi ou materiais especiais baseados em carbono) em vez de borracha de silicone como matrizAo mesmo tempo, caminhos de condutividade térmica são estabelecidos preenchendo pós cerâmicos de alta condutividade térmica (alumínio, nitrido de boro, nitrido de alumínio) ou materiais baseados em carbono (grafito, fibra de carbono, nanotubos de carbono).

Em comparação com as placas térmicas baseadas em sílico, as placas térmicas não têm as seguintes vantagens essenciais.

A diferença fundamental reside na volatilização de siloxano zero e na precipitação de óleo de silicone zero. A matriz não silicona não contém siloxanos de baixo peso molecular, o que elimina a geração de voláteis e precipitados da fonte material. Para componentes ópticos como módulos ópticos, lasers e sensores de alta precisão, isso significa que a superfície da lente não se atomizará devido à contaminação do sílico, e o sistema de caminho óptico pode ser mantido limpo por um longo tempo.

Excelente confiabilidade elétrica é outro valor chave. Os precipitados de óleo de silicónio possuem propriedades isolantes, e uma vez que migram para a superfície dos conectores ou trocam contatos, podem causar baixo contato com circuitos ou mesmo circuitos abertos. Folhas não condutivas térmicas de silício não têm esse problema, especialmente adequadas para equipamentos de comunicação, eletrônica automotiva e cenários de controle industrial que requerem confiabilidade estrita da conexão elétrica.

Estabilidade a longo prazo e características de petróleo de baixa permeabilidade são igualmente dignas de atenção. Os substratos não silicones apresentam excelente resistência à migração em condições de envelhecimento de alta temperatura e ciclo térmico. Suas propriedades mecânicas (deformação de compressão, relaxamento de estresse) diminuem mais lentamente durante o serviço a longo prazo, tornando-a adequada para servidores de AI e equipamento de estação de base que operam contínuamente por 7 × 24 horas.

A folha de condução térmica não silicon a da Tecnologia do Instituto Avançado adota um sistema de polímeros orgânicos não siliconas de cerâmica preenchido, que tem boa humidade interfacial, condutividade térmica e propriedades mecânicas. A condutividade térmica cobre a gama de condutividade térmica média a alta e pode ser personalizada com diferentes espessuras e tamanhos de acordo com as necessidades do cliente.

3[UNK] Três cenários principais de aplicação: Quando "livre de sílico" se torna uma necessidade

Os centros de dados de AI e os servidores de computação de nuvens são as áreas com maior demanda de folhas termicas não silicones. O consumo de energia GPU/CPU nos servidores de AI continua a aumentar, e a densidade de fluxo de calor ultrapassa muito o nível dos servidores tradicionais. Ao mesmo tempo, componentes ópticos como módulos de interconexão óptica, transcesores ópticos e motores ópticos de alta velocidade dentro dos centros de dados têm requisitos extremamente elevados para limpeza ambientalCompostos volatíveis em materiais termicamente condutivos tradicionais baseados no sílico podem causar fogueio de lentes de módulo óptico, afetando diretamente a qualidade da transmissão de dadosA folha de condução térmica não silicona satisfaz as duas restrições de alta condutividade térmica e alta limpeza neste cenárioHá casos reais que mostram que um fabricante de hardware em um centro de dados causou fogueio de lentes de módulos ópticos e tempo de descida da linha de produção por mais de um mês devido ao TIM baseado no sílico. Após substituir por placas térmicas não sílicos, o problem a foi completamente resolvido.

Comunicação óptica e módulos ópticos são as áreas de aplicação mais rígidas tecnicamente para folhas não condutivas térmicas de silícioA limpeza da superfície de componentes ópticos como lentes, graças, espelhos, etc. em módulos ópticos, lasers, módulos de câmara, sensores de precisão, etc. determina diretamente o desempenho dos dispositivos. Folhas não condutivas térmicas de silício não contêm substâncias de pequenas moléculas de silício orgânicos, assegurando a confiabilidade a longo prazo dos sistemas ópticos de uma perspectiva material. Alguns gasquetes termicamente condutivos não de silício de alto nível foram avaliados como o "padrão de ouro" em aplicações ópticas e de centros de dados.

Eletrônica automóvel e equipamentos industriais de alta confiabilidade representam as direções de aplicação em crescimento mais rápidoA unidade eletrônica de controle (ECU), o sistema de gestão da bateria (BMS), o carregador a bordo (OBC) e o módulo de sensação ADAS de novos veículos energéticos têm requisitos estritos para a confiabilidade a longo prazo, resistência à temperatura e resistência à poluição de materiais condutivos térmicosAs propriedades não silicones também são uma garantia chave para prevenir a contaminação óptica das janelas em componentes ópticos relacionados, como o LiDAR montado em veículos e módulos de câmeraAlém disso, campos de alta confiabilidade como eletrônica médica e eletrônica aeroespacial também são altamente sensíveis à poluição de sílico, e folhas não condutivas térmicas de sílico estão se tornando a configuração padrão nesses campos.

4[UNK] Pontos de seleção e sugestões de design

Ao selecionar chips condutivos térmicos não siliciosos, os engenheiros precisam focar nas seguintes dimensões: combinar condutividade térmica e resistência térmica - os dispositivos com diferentes densidades de potência têm diferentes requisitos para condutividade térmica, e uma avaliação abrangente deve ser realizada com base no consumo de potência de chips e no desempenho do fundador de calorHardness and compressibility - The hardness of non silicone substrates is usually slightly higher than that of silicone rubber, and it is necessary to evaluate whether the installation pressure is sufficient to adhere fully to the contact surface, in order to avoid an increase in thermal resistance due to poor adhesion; Adaptação à espessura e tolerância - a espessura apropriada deve ser selecionada com base na tolerância entre o elemento de aquecimento e o lavabo de calor para assegurar que o material forme um caminho de condutividade térmica estável após compressão; Tolerança ambiental - requer avaliação do intervalo de temperatura operacional, classificação de retardantes de chamas e requisitos de resistência meteorológica, com classificação UL94 V-0 sendo uma condição necessária na maioria dos dispositivos eletrônicos.

Tecnologia do Instituto Avançado fornece suporte técnico de processo completo desde seleção de material, produção de ensaios amostrais até entrega de lotes, ajudando os clientes a incorporar soluções de condutividade térmica não silicone em considerações do sistema nos estágios iniciais do design térmico.

5[UNK] Perspectivas

O mercado global de materiais de interface térmica não de sílico está num canal de crescimento de alta velocidade. O tamanho do mercado global atingiu 1,67 bilhões de dólares americanos em 2025, e espera-se crescer para 2,98 bilhões de dólares americanos em 2032, com uma taxa de crescimento anual composta de 8,62%Entre eles, o mercado segmentado de gasquetes termicamente condutivos não silicones espera crescer de 906 milhões de dólares em 2025 para 1.336 bilhões de dólares em 2032Os altos requisitos para baixa volatilidade, baixa fuga de petróleo e confiabilidade a longo prazo nos campos de eletrônica automóvel e de comunicação óptica são a for ça principal de impulso para gasquetes não condutivos térmicos de sílico para substituir gasquetes tradicionais de sílico.

Driven by the continuous expansion of AI computing power, the continuous improvement of optical communication bandwidth, and the deep evolution of automotive intelligence, non silicon thermal conductive sheets are moving from "niche materials" to standard configurations for high reliability electronic device thermal managementAs futuras oportunidades de mercado se concentrarão principalmente na alta condutividade térmica e na baixa duração de placas não de sílico, placas térmicas de baixa volatilidade óptica, placas térmicas de grado automóvel não de sílico, e placas de alta densidade de fluxo de calor do servidor AI.

Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd. continuará a desviar-se no campo de materiais termicamente condutivos não siliciosos, proporcionando aos clientes maior condutividade térmica, menor volatilidade e soluções mais confiáveis de gestão térmica da interface através de fórmulas de materiais constantemente iterando e processos de fabricação.