Polvere di carburo di silicio per la conduttività termica e la dissipazione del calore
La polvere di carburo di silicio (SiC) è una polvere di alta gamma comunemente utilizzata come riempitivo termoconduttivo e materiale per la dissipazione del calore. Le sue principali caratteristiche prestazionali si concentrano su elevata conduttività termica, bassa dilatazione termica, elevata stabilità, elevato isolamento e facilità di riempimento, nello specifico come segue:
1. Elevata conduttività termica, di gran lunga superiore a quella dell’allumina
– La conducibilità termica teorica può raggiungere i 200–490 W/(m·K) (esistono lievi differenze tra le diverse forme cristalline; la conducibilità termica del carburo di silicio in fase alfa è superiore a quella della fase beta).
– Nelle applicazioni pratiche come riempitivo, la sua conduttività termica è significativamente superiore a quella dell’allumina (Al₂O₃). Il miglioramento della conduttività termica dei materiali compositi è più significativo a parità di contenuto di riempitivo.
2. Basso coefficiente di dilatazione termica, buona compatibilità con semiconduttori/ceramiche
– Il coefficiente di dilatazione lineare è approssimativamente pari a 3,5–4,5 × 10⁻⁶ /℃.
È simile ai chip di silicio, ai substrati ceramici e agli involucri di confezionamento in carburo di alluminio e silicio (AlSiC). Presenta una bassa sollecitazione termica, un’elevata resistenza agli shock termici e non è soggetto a crepe dovute ai cicli termici.
3. Estrema stabilità chimica e resistenza alle alte temperature
– Mantiene la stabilità strutturale a temperature di 800℃ o anche superiori, senza decomporsi o deteriorarsi.
– Resistente ad acidi, alcali e ossidazione; non subisce reazioni interfacciali dannose con resine o metalli ad alte temperature. Di conseguenza, è adatto per la dissipazione del calore ad alta temperatura e per ambienti con dispositivi ad alta potenza.
4. Buon isolamento elettrico, senza compromettere la sicurezza elettrica
– La polvere di SiC ad elevata purezza presenta un’elevata resistività volumetrica, il che la classifica come materiale di riempimento semi-isolante/isolante.
– Migliora la conduttività termica senza ridurre le prestazioni di isolamento. Pertanto, la polvere di SiC è adatta all’uso in adesivi isolanti termoconduttivi, cuscinetti termoconduttivi e composti di incapsulamento.
5. Elevata durezza e resistenza all’usura, adatta a condizioni operative di lungo termine
– La durezza Mohs è di circa 9,5, vicina a quella del diamante.
– Il materiale è resistente all’usura e all’erosione, adatto per strutture e rivestimenti di dissipazione del calore ad alta potenza e alta affidabilità.
In sintesi, i principali vantaggi della polvere di SiC nel campo della dissipazione del calore includono elevata conduttività termica, bassa dilatazione termica, elevata resistenza alle alte temperature, isolamento, stabilità ed elevata capacità di riempimento. Si tratta di un materiale di riempimento termicamente conduttivo ad alte prestazioni che può sostituire o essere combinato con l’allumina in scenari quali alimentatori ad alta potenza, sistemi di controllo elettronico per veicoli a energia alternativa, IGBT, moduli ottici e packaging elettronico di fascia alta.
