Polvo de carburo de silicio para conductividad térmica y disipación de calor.
El polvo de carburo de silicio (SiC) es un polvo de alta gama comúnmente utilizado como relleno conductor térmico y material de disipación de calor. Sus principales características de rendimiento se centran en su alta conductividad térmica, baja expansión térmica, alta estabilidad, alto aislamiento y facilidad de llenado, específicamente como se detalla a continuación:
1. Alta conductividad térmica, muy superior a la de la alúmina.
– La conductividad térmica teórica puede alcanzar los 200–490 W/(m·K) (existen ligeras diferencias entre las distintas formas cristalinas; la conductividad térmica del carburo de silicio en fase alfa es mayor que la de la fase beta).
En aplicaciones prácticas como material de relleno, su conductividad térmica es significativamente mayor que la de la alúmina (Al₂O₃). La mejora en la conductividad térmica de los materiales compuestos es más significativa con el mismo contenido de relleno.
2. Bajo coeficiente de dilatación térmica, buena compatibilidad con semiconductores/cerámicas.
– El coeficiente de dilatación lineal es aproximadamente 3,5–4,5 × 10⁻⁶ /℃.
Es similar a los chips de silicio, los sustratos cerámicos y las carcasas de carburo de silicio y aluminio (AlSiC). Presenta baja tensión térmica, alta resistencia al choque térmico y no es propenso a agrietarse debido a los ciclos térmicos.
3. Estabilidad química extremadamente alta y resistencia a altas temperaturas.
– Mantiene su estabilidad estructural a temperaturas de 800 ℃ o incluso superiores, sin descomposición ni deterioro.
Resistente a ácidos, álcalis y oxidación; no experimenta reacciones interfaciales dañinas con resinas o metales a altas temperaturas. Por lo tanto, es adecuado para la disipación de calor a altas temperaturas y para entornos de dispositivos de alta potencia.
4. Buen aislamiento eléctrico, sin afectar la seguridad eléctrica.
– El polvo de SiC de alta pureza tiene una alta resistividad volumétrica, lo que lo clasifica como un relleno semi-aislante/aislante.
Mejora la conductividad térmica sin reducir el rendimiento del aislamiento. Por lo tanto, el polvo de SiC es adecuado para su uso en adhesivos aislantes termoconductores, almohadillas termoconductoras y compuestos de encapsulado.
5. Alta dureza y resistencia al desgaste, apta para condiciones de funcionamiento a largo plazo.
– Su dureza en la escala de Mohs es de aproximadamente 9,5, similar a la del diamante.
– El material es resistente al desgaste y a la erosión, y resulta adecuado para estructuras y recubrimientos de disipación de calor de alta potencia y alta fiabilidad.
En resumen, las principales ventajas del polvo de SiC en el campo de la disipación de calor incluyen alta conductividad térmica, baja expansión térmica, alta resistencia a la temperatura, aislamiento, estabilidad y alta capacidad de relleno. Se trata de un relleno conductor térmico de alto rendimiento que puede sustituir o combinarse con la alúmina en aplicaciones como fuentes de alimentación de alta potencia, sistemas de control electrónico para vehículos de nueva energía, IGBT, módulos ópticos y encapsulados electrónicos de alta gama.
