소형 고성능 전자 기기 개발에 있어 써멀 패드는 중요한 역할을 담당합니다. 틈새를 메우고 효율적인 열전도 채널을 구축하며, 절연, 충격 흡수, 밀봉 등 다양한 기능을 수행합니다. 그러나 장기간 사용 후 발생하는 기존 써멀 패드의 노화 현상은 장비의 장기적인 신뢰성에 잠재적인 위협 요인으로 작용하고 있습니다.
기기의 성능 저하, 비정상적인 종료 또는 수명 단축이 발생하는 경우, 그 원인은 열 패드의 노화에 있을 가능성이 매우 높습니다.
기존 온열 패드의 노화로 인한 문제점:
경도 증가 및 탄성 감소: 지속적인 열과 응력의 영향으로 패드 내부의 고분자 구조가 변화하여 가교 결합이 증가하고 재질이 단단하고 취성이 강해집니다. 이로 인해 표면에 밀착되지 못하여 접촉 열 저항이 급격히 증가하고 열 방출 효율이 크게 떨어집니다.
열전도율의 영구적인 저하: 노화로 인해 패드 내부의 미세한 열 전달 경로가 파괴됩니다. 열 충전재가 응집되고 폴리머 매트릭스가 열화될 수 있습니다. 이러한 결함들이 복합적으로 작용하여 열 저항을 증가시키고, 패드의 핵심 기능인 열전도율을 크게 저하시킵니다.
물리적 형태의 열화: 패드가 갈라지거나, 가루가 되거나, 심지어 표면으로 실리콘 오일이 스며 나오는 현상이 나타날 수 있습니다. 이러한 현상은 성능 저하의 징후일 뿐만 아니라 주변 부품을 오염시켜 단락과 같은 2차적인 위험을 초래할 수도 있습니다.
그렇다면 이러한 문제들을 근본적으로 어떻게 해결할 수 있을까요?
해답은 소재 원천의 혁신, 즉 핵심 충전재로 질화알루미늄(AlN)을 사용하는 고급 열 패드를 채택하는 데 있습니다.
질화알루미늄은 단순한 충전재 대체재가 아니라, 써멀 패드의 성능과 수명 한계를 재정의할 수 있는 기능성 세라믹 소재입니다. 다음은 질화알루미늄이 앞서 언급한 노화 문제를 해결하는 구체적인 방법입니다.
1. 경화 현상을 방지하고, 오래도록 부드러움과 유연성을 유지합니다.
질화알루미늄 필러는 탁월한 열 안정성과 화학적 불활성을 제공합니다. 폴리머 매트릭스와 유해한 반응을 일으키지 않아, 과도한 가교로 인한 경화 문제를 근본적으로 억제합니다. 따라서 질화알루미늄 필러를 사용한 패드는 장기간 고온 환경에서도 우수한 연성과 탄성을 유지하여 열 접촉면과의 일관되고 밀착된 접촉을 보장하고, 낮은 접촉 열 저항을 안정적으로 유지합니다.
2. 안정적인 열전도율, 성능 저하 방지
이는 질화알루미늄의 핵심적인 장점입니다. 첫째, 질화알루미늄은 본질적으로 높은 열전도율을 지니고 있어 효율적인 3차원 열 네트워크를 쉽게 형성할 수 있습니다. 더욱 중요한 것은, 질화알루미늄의 견고한 결정 구조는 장기간 고온 노화 과정에서도 안정적으로 유지되어 열 전달 경로의 구조적 열화를 효과적으로 방지한다는 점입니다. 필러의 응집과 기지 재료의 열화가 현저히 억제되어 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 열전도율의 장기적인 안정성을 보장하고 성능 저하를 방지합니다.
3. 구조를 강화하고 균열 및 기름 유출을 방지합니다.
질화알루미늄 필러는 실리콘과 같은 고분자 매트릭스와 우수한 상용성을 나타냅니다. 이러한 안정적인 복합 구조는 실리콘 오일과 같은 작은 분자의 누출을 크게 줄여 오염 및 오일 분리로 인한 성능 저하를 근본적으로 방지합니다. 동시에, 질화알루미늄의 보강 효과는 패드의 인열 및 피로 저항성을 향상시켜 열 순환으로 인한 스트레스를 더욱 효과적으로 견딜 수 있도록 하며, 균열 및 분말화 위험을 크게 줄여줍니다.
결론
써멀 패드를 선택하는 것은 단순히 초기 사양을 정하는 것만이 아니라, 제품의 장기적인 신뢰성을 확보하는 중요한 결정입니다. 알루미늄 질화물을 전략적인 충전재로 사용하는 것은 단순한 소재 업그레이드가 아니라, 기존 써멀 패드의 노후화 문제를 해결하는 근본적인 혁신입니다.
샤먼 주시 테크놀로지 유한회사 소개
샤먼 주시 테크놀로지 유한회사는 중국을 대표하는 제조업체로서 다음과 같은 분야를 전문으로 합니다. 질화알루미늄 세라믹 필러당사의 충전재 제품군은 알루미늄 질화물 단결정 충전재와 알루미늄 질화물 세라믹 미세구체의 두 가지 시리즈로 구성됩니다. 높은 순도, 좁은 입자 크기 분포, 뛰어난 열전도율로 잘 알려진 이 소재들은 전 세계 고객들에게 신뢰받는 열 관리 솔루션 제공업체로서의 입지를 확고히 해 주었습니다.
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