高導(dǎo)熱硅膠對(duì)貼片電感溫升的實(shí)際改善效果測(cè)試

高導(dǎo)熱硅膠對(duì)貼片電感溫升的實(shí)際改善效果測(cè)試

在AI服務(wù)器電源系統(tǒng)的高密度設(shè)計(jì)中，貼片電感的溫升控制直接影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命。高導(dǎo)熱硅膠作為有效的熱界面材料，其應(yīng)用效果需要通過(guò)系統(tǒng)的測(cè)試來(lái)驗(yàn)證。平尚科技基于工業(yè)級(jí)技術(shù)積累，在貼片電感的散熱優(yōu)化方面進(jìn)行了深入的實(shí)驗(yàn)研究。

測(cè)試方法的建立是評(píng)估改善效果的基礎(chǔ)。平尚科技采用紅外熱成像儀配合熱電偶驗(yàn)證的方式，對(duì)3225封裝的功率電感在施加高導(dǎo)熱硅膠前后的溫度分布進(jìn)行精確測(cè)量。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，在3A額定電流下持續(xù)工作30分鐘后，未使用導(dǎo)熱硅膠的電感表面溫度達(dá)到98℃，而使用導(dǎo)熱硅膠后相同條件下的溫度降至82℃，溫升改善幅度達(dá)到16℃。這種改善效果在密閉的AI服務(wù)器電源環(huán)境中尤為重要。

導(dǎo)熱路徑的優(yōu)化是降低熱阻的關(guān)鍵。平尚科技的高導(dǎo)熱硅膠采用氮化硼填充體系，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到3.5W/m·K，比普通硅膠的1.5W/m·K提升約130%。通過(guò)優(yōu)化涂抹厚度和均勻性，可將界面熱阻從常規(guī)的1.2℃·cm2/W降低至0.6℃·cm2/W。在實(shí)際應(yīng)用中，這種改進(jìn)使得電感產(chǎn)生的熱量能夠快速傳導(dǎo)至散熱基板，避免熱量在電感內(nèi)部積聚。

材料特性的匹配對(duì)長(zhǎng)期可靠性具有重要影響。平尚科技的高導(dǎo)熱硅膠通過(guò)調(diào)整聚合物基體和填料比例，熱膨脹系數(shù)控制在25ppm/℃以內(nèi)，與電感封裝材料的熱膨脹特性保持良好匹配。經(jīng)過(guò)1000次-40℃至125℃的溫度循環(huán)測(cè)試后，界面結(jié)合仍然完好，未出現(xiàn)開(kāi)裂或剝離現(xiàn)象，確保了散熱效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

在實(shí)際應(yīng)用案例中，平尚科技的散熱方案已成功驗(yàn)證。在某國(guó)產(chǎn)AI訓(xùn)練服務(wù)器的電源模塊中，采用高導(dǎo)熱硅膠優(yōu)化后，電感在滿載條件下的溫升從原來(lái)的65K降低至48K，同時(shí)電感的使用壽命預(yù)計(jì)延長(zhǎng)約40%。這些改善效果完全滿足國(guó)內(nèi)AI硬件廠商對(duì)電源可靠性的要求。

測(cè)試數(shù)據(jù)的分析揭示了散熱改善的機(jī)理。通過(guò)熱阻網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算發(fā)現(xiàn)，使用高導(dǎo)熱硅膠后，電感到散熱基板的熱阻降低了約55%，這是溫升改善的主要原因。在持續(xù)大電流工作時(shí)，這種熱阻的降低使得電感能夠保持較低的工作溫度，避免了因溫度過(guò)高導(dǎo)致的磁芯飽和問(wèn)題。

工藝控制對(duì)散熱效果同樣關(guān)鍵。平尚科技通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定硅膠涂抹厚度為0.15mm，在這個(gè)厚度下既能保證良好的熱傳導(dǎo)，又不會(huì)因過(guò)厚增加熱阻。使用自動(dòng)點(diǎn)膠設(shè)備控制涂抹精度，將厚度偏差控制在±0.02mm以內(nèi)，確保批量生產(chǎn)中的一致性。

長(zhǎng)期運(yùn)行驗(yàn)證顯示，采用高導(dǎo)熱硅膠的電感在85℃環(huán)境溫度下持續(xù)工作1000小時(shí)后，電感量變化率不超過(guò)±3%，直流電阻增加控制在±5%以內(nèi)。雖然這些產(chǎn)品尚未獲得車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證，但其可靠性已完全滿足AI服務(wù)器電源的工業(yè)級(jí)應(yīng)用需求。

成本效益分析表明，高導(dǎo)熱硅膠的應(yīng)用雖然增加了約8%的材料成本，但通過(guò)降低溫升帶來(lái)的系統(tǒng)可靠性提升，使得整體壽命周期內(nèi)的綜合效益提高約25%。這種投入產(chǎn)出比在需要高可靠性的AI電源系統(tǒng)中具有顯著價(jià)值。

隨著AI服務(wù)器功率密度的持續(xù)提升，散熱優(yōu)化的重要性將更加凸顯。平尚科技通過(guò)系統(tǒng)的測(cè)試驗(yàn)證和工藝優(yōu)化，為貼片電感提供了有效的高導(dǎo)熱硅膠散熱方案，助力國(guó)產(chǎn)AI硬件實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的 thermal 性能表現(xiàn)。