*이 기사는 Kri Co., Ltd.의 기여입니다
KRI Smart Materials Research Center Co., Ltd. (외부 사이트)
자동차가 더욱 전기화되고, 자율적이며, 연결됨에 따라, 각 단계바카라 규칙 차량 온보드 자동차의 전자 장치의 수가 증가하고 있습니다. 또한, 전압이 증가함에 따라 차량 내 전자 장치의 열 대책이 점점 더 중요 해지고 있습니다.
TIM (Thermal Interface Material)은 전자 장치 내부바카라 규칙 생성 된 원치 않는 열을 효율적으로 소산하기 위해 구성 요소 사이에 삽입 된 열 전도성 재료입니다. 기본적으로, 실리콘 및 에폭시와 같은 수지는 높은 열전도도 충전제로 채워져 시트의 열 전도도를 향상시킵니다. 이제는 스마트 폰 및 다양한 전자 장치뿐만 아니라 하이브리드 및 전기 자동차의 모터를 구동하는 인버터와 같은 다양한 분야바카라 규칙도 사용됩니다.
예를 들어, 전자 장치에 설치된 CPU (중앙 처리 장치)는 단열 팀과 금속 열을 장치 상단에 배치하여 장치를 냉각시킵니다 (그림 1). 칩의 열 소산에 대한 한 가지 가능한 이유는 예상대로 Tim 내부의 공극, 요소에 결합 될 때 균열 및 공극으로 인해 인터페이스 열 저항이 생성되기 때문입니다. 또한, 위바카라 규칙 언급 한 바와 같이, Tim은 높은 필러로 채워져 있으므로 수지 및 필러 인터페이스바카라 규칙 공극이나 균열이 발생하면이 부분은 열 저항이 될 수 있습니다. 이러한 방식으로 CPU의 냉각 성능은 냉각 구조뿐만 아니라 TIM의 내부 구조에도 영향을 미치는 중요한 매개 변수가 될 수 있습니다. 따라서 재료의 구조를 이해하고 문제를 명확히하는 것이 중요합니다.
[그림 1 : CPU 냉각 구조 및 고장 상태, TIM 내부의 구조 및 무효 관측 결과]
이번에는 스캐닝 전자 현미경 (SEM)과 X- 선 CT를 사용하여 TIM의 내부 구조를 평가했으며, 공극과 같은 공극 정보가 3 차원으로 퍼져 있음을 확인할 수 있었으므로이를 소개하고 싶습니다.
분석 평가를 통한 피드백은 재료 개발바카라 규칙 중요합니다
재료 개발 사이트바카라 규칙는 구성 요소를 포함한 재료를 이해하고 처리하는 동시에 재료 자체를 평가하고 결과를 다시 개발에 공급하는 것이 중요합니다. 개발 및 분석 평가는 일반적으로 상호 의사 소통이 필요한 이니셔티브입니다.
계약 연구의 주요 프로젝트 인 KRI는 재료 연구 개발, 재료 분석 및 기술 연구바카라 규칙 많은 수의 기술을 축적했습니다. Tim 분야바카라 규칙, 우리는 열전도율을 향상시키기 위해 절연 탄소 재료 (옥사이드 : GO)를 충전제에 흡수하는 기술을 가지고 있습니다 (그림 2). 이것은 지금까지 표면을 처리하기가 어려운 것으로 알려진 6 각형 붕소 (H-BN)의 GO 흡착 현상을 사용하여 표면 처리를 수행함으로써 달성됩니다. 열전도율이 향상된 이유 중 하나는 비아 이동, 수지와 H-BN 인터페이스 사이의 친화력이 개선되어 공극과 균열을 일으킬 가능성이 줄어 듭니다.
[그림 2 : H-BN에 대한 GO 처리 개요 및 열전도율 향상의 예]
재료 구조 평가는 여러 방법의 조합입니다
SEM 및 X- 선 CT는 재료 구조 관찰에 널리 사용되는 방법이며 각각의 장점과 단점이 있습니다 (표 1).
| 평가 방법 | pros | cons |
|---|---|---|
| SEM | NM 크기의 구조적 평가가 가능 | 3 차원 구조를 파악하기가 어렵습니다 |
| X-ray CT | 3 차원 구조를 시각화 할 수 있습니다 비파괴 검사 가능 |
NM 크기의 구조적 평가가 어렵다 |
예를 들어, SEM 관측은 NM 스케일에서 미세한 관찰을 허용하지만 관찰은 단지 하나의 섹션이므로 재료의 3 차원 구조를 파악하기가 어렵습니다 (그림 3). 재료의 내부 구조를 정확하게 파악하려면 이러한 방법의 특성을 완전히 이해하고 조합하여 평가하는 것이 중요합니다.
[그림 3 : SEM 관찰 샘플 및 정보의 상태]
재료 내부의 구성 재료 분포의 시각화
이 연구에서, 플레이트 형 필러 및 구형 필러를 에폭시 수지로 채우고,이어서, 눌려서 대략 200 μm로 시트를 사용하는 샘플이 사용되었다. Tim의 내부를 이해하기 위해, 우리는 샘플 단면의 SEM 관찰을 수행했으며, 처리되지 않은 Go 필러와 Go 필러 샘플 모두에 공극이 존재했지만, GO 필러를 사용하는 Tim 내부의 공극량은 처리되지 않은 GO 필러의 공극량에 비해 감소 된 것으로 관찰되었습니다 (그림 4).
[그림 4 SEM TIM 및 무효 발생 상태의 단면 관찰]
GO 처리로 감소하는 공극의 정량적 평가
공극량의 차이는 SEM 관찰에 의해 드러났으므로, 공극량을 정량적으로 파악하기 위해 X- 선 CT 관찰 및 공극량의 정량적 평가가 수행되었다. 도 5에서, 공극은 파란색으로 표시되고, 구형 필러는 흰색으로 표시되며, 플레이트와 같은 필러 및 수지 부분은 반 트랜스 펜트로 도시되어있다. 처리되지 않은 GO와 비교할 때, GO 처리에서 파란색 영역이 명확하게 감소된다는 것을 알 수 있습니다. 이러한 방식으로, GO 처리의 효과는 X- 선 CT에서도 밝혀졌다.
[그림 5 X-ray CT 이미지 및 무효 시각화]
또한, 획득 된 3D 이미지로부터 공극의 부피 비율이 계산되었을 때, 전체 GO- 처리 된 샘플의 공극량은 2.3%, UNGO가 처리 될 때 6.2%에서 감소한 것으로 밝혀졌다. 이 하향 추세는 이전 SEM 관측치와 일치합니다.
그림 4의 SEM 이미지와 X- 선 CT 이미지에서 계산 된 공극량의 계산 결과를 비교할 때 (표 2), 처리되지 않은 GO와 GO 프로세싱 사이의 공극 차이는 SEM 이미지 및 X- 레이 CT 이미지에 대해 거의 동일했습니다. 수치 값의 약간의 차이는 SEM 이미지가 한 섹션에서 관찰되므로 통계의 차이로 인한 것으로 생각됩니다. 이러한 방식으로, 다수의 관찰 방법을 사용하여 구조적 평가를 위해 교차 점검을 수행하는 것이 중요하다.
| 평가 방법 | 가공되지 않은 | GO 처리 |
|---|---|---|
| SEM | 4.9% | 1.6% |
| X-ray CT | 6.2% | 2.3% |
분석 방법 확장
~ 각 필러에 대한 바카라 규칙 발생 상태를 지우기
이 시점까지, 우리는 공극의 존재 만 확인했습니다. 재료의 열전도율을 향상 시키려면 필러 인터페이스바카라 규칙 공극을 줄이는 것이 중요합니다. 따라서, 우리는 X- 레이 CT에 의해 얻어진 3 차원 이미지바카라 규칙 공극이 생성 된 필러 인터페이스와 색상 코딩을 구별했다 (도 6). 이러한 분석을 수행함으로써, 열 전도를 억제하는 공극과 어떤 충전제 표면에 집중 해야하는지 필러가 어떤 충전제가 인터페이스하는지 명확해질 것으로 예상되며, 개선 가이드 라인을보다 쉽게 설정할 수 있도록합니다.
[그림 6 : X-ray CT 이미지 및 무효 시각화.
바카라 규칙은 파란색으로 표시되며, 구형 필러는 흰색으로 표시되며 플레이트와 같은 필러 및 수지 부분은 반 트랜스 펜트로 표시됩니다. 】
이런 식으로, 높은 열전도율로, 우리는 X- 선 CT를 사용하여 수지 및 필러 인터페이스바카라 규칙 공극과 균열을 정량적으로 시각적으로 캡처하여 열전도율을 향상시키는 데 도움이되었습니다. 이 평가에 사용 된 기술은 다양한 성형 제품 및 조립 부품에 적용되는 것으로 생각되며 열전도율 및 전기 특성과 같은 결함의 원인과 위치를 식별하는 데 큰 영향을 줄 수 있습니다.
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