Termal Arayüzey Malzemesi Olarak Kullanılabilecek Termal İletken Mikro ve Nanokompozitler
Hazırlayan: Şebnem Kemaloğlu DOĞAN, Ayşe AYTAÇ ve Güralp ÖZKOÇ, Kocaeli
Üniversitesi, Kimya Mühendisli€i Bölümü,
Ali ERDOĞMUŞ, Yıldız Teknik Üniversitesi Davutpaşa Kampüsü Kimya Bölümü
Proje Özeti:
Son yıllarda bir akım haline gelmiş olan elektronikte küçülme eğilimi sebebiyle
elektronik sistemlerde aşırı ısınma problemi ortaya çıkmıştır. Günümüzde bu problemin
çözümlenmesi noktasında, soğutulan ve soğutucu üniteler arasındaki temas direncini
düşüren ve elektronik sistemlerin kararlı bir şekilde çalışabilmesi için verimli
soğutmayı sağlayan termal ara yüzey malzemeleri (TAM) kullanılmaktadır.
Termal ara yüzey malzemeleri mikro işlemcilerin kullanıldığı hemen her elektronik
devrede uygulama imkânına sahip malzemelerdir. Bu bakımdan TAM otomotiv
sanayinden beyaz eşyaya, savunma sanayinden bilgisayar sanayine kadar geniş bir
alanda kendilerine yer bulmaktadırlar. Özellikle elektronik endüstrisindeki boyutsal
küçülme eğiliminden dolayı ortaya çıkan yoğun ısının ortamdan uzaklaştırılması
noktasında önümüzdeki yıllarda, teknolojik olarak termal ara yüzey malzemelerinin
parladığı dönem olacaktır. Böyle bir dönemde söz konusu alanda ülkemizin öz
kaynaklarını kullanarak kaliteli ve aynı zamanda ekonomik olarak üretim yapabileceği
bir teknolojiye sahip olması ülkemizi elektronik endüstrisinin büyük ivme kazandığı
başta Tayvan, Japonya ve Çin gibi uzak doğu ülkeleri olmak üzere birçok ülkeye ihracat
yapabilir hale getirebilir. Bu bakımdan, hBN/polimer kompozitleri çok kolaylıkla
endüstriyelleşebilme potansiyeline sahiptir.
Bu çalışmada, konvansiyonel işleme teknikleri ile hekzagonel bor nitrür (hBN) takviyeli
polimer kompozitlerinden TAM’ nin geliştirilmesi amaçlanmıştır. hBN takviyeli SEBS/
EVA termoplastik elastomer karışımı esaslı kompozitlerin termal, elektriksel, mekanik
ve morfolojik özellikleri üzerine, dolgu malzemesi türü (parçacık boyut dağılımı ve
parçacık şekli farklı) ve dolgu malzemesi yükleme oranının (ağırlıkça %0, 10, 30, 50)
etkileri incelenmiştir. Çalışmada üretilen TAM’lar ayrıca bir Pentium-4 işlemcili dizüstü
bilgisayarda denenmiş, performansı endüstriuyel ürünler ile kıyaslanmıştır. Çalışma
sonunda, piyasaya TAM olarak sunulabilecek özelliklerde kompozit TAM başarıyla
geliştirilmiştir. En uygun özellikleri sergileyen, TAM olarak kullanılabilecek polimer
kompozitin termal iletkenliği 1,75 W/m.K iken dielektrik sabiti 3.5’dir. Elde edilen bu
veriler malzemenin termal iletken ve elektriksel yalıtkan olarak nitelendirilebilmesi
için yeterlidir.
*Bu çalışma Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü (BOREN) tarafından desteklenmiştir.