Введение
Если говорить только о 2025 году, то 63% производителей сообщили о задержках в цепочке поставок 3M/Henkel, что буквально тревожит профессиональные отрасли. Причиной этого является глобальный дефицит специального силикона, который находится вне контроля даже для традиционных поставщиков, таких как 3M или Henkel.
Итак, как обеспечить будущее вашим тепловая стратегия чтобы в будущем не столкнуться с задержками поставок? Вот о чем мы здесь поговорим. Попутно мы сделаем сравнительный обзор термопрокладок, заполнителей зазоров, силиконовых гелей 3M/Henkel, а затем покажем некоторые революционные альтернативы, которые могут быть намного лучше старых игроков.
Портфолио термоматериалов 3M и Henkel
3M и Henkel были основными игроками на рынке термопрокладок, силиконовых гелей, заполнителей зазоров и т. д. Итак, вот краткое сравнение между 3M 8810 и Henkel Bergquist gap pad, а также Henkel Loctite ABLESTIK и 3M TC Series.
Мы также сравним их с некоторыми хорошими альтернативами, которые будут лучше этих устаревших продуктов.
| Свойства | 3M 8810 | Henkel GAP PAD TGP 9000 | Возникающая альтернатива |
|---|---|---|---|
| Теплопроводность | 5.0 Вт / мК | 4.5 Вт / мК | 7.2 Вт/мК (нано-AlN) |
| Устойчивость к вибрации | MIL-STD-810G | IPC-CC-830B | ИСО 16750-3 класс 3 |
| Срок выполнения (2025-й квартал 2 г.) | Более 18 недель | 14 недель | 5 недель |
| Стоимость за см² | $0.38 | $0.42 | $0.29 |
Альтернативы, превосходящие традиционные бренды
Теперь, когда поставки 3M и Henkel кажутся уязвимыми, это открыло возможность для множества альтернативных вариантов, позволяющих предложить лучшие и экономически эффективные альтернативы, которые перемещают внимание рынка с 3M или Henkel на эти высокопроводящие альтернативы 3M 8810, которые также имеют более низкую стоимость, чем прокладки Henkel и 3M.
Новые технологии
Инновационные достижения изменили способ изготовления термопрокладок. Раньше термопрокладки использовали специальный силикон, который обеспечивал хорошую теплопроводность, но теперь, когда сектор электроники продвинулся вперед, гаджеты нагреваются сильнее, чем раньше.
Это вызвало необходимость в новой технологии с лучшей охлаждающей способностью, и поэтому альтернативные бренды разработали гибридные прокладки из нитрида бора и арамида. Эти специальные гибридные прокладки из нитрида бора и арамида имеют охлаждающую способность 12 Вт/мК или, можно сказать, 0.08 мм BLT, что превосходит Henkel и 3M по многим параметрам.
Кейсы
Начало работы: что мы знаем
- Мы знаем, что 3М 8926-250 имеет теплопроводность 1.5 Вт/м·К во всех трех направлениях.
- Тепловое сопротивление колеблется от 1.31 до 1.50 °C·дюйм²/Вт, что, можно сказать, зависит от толщины термоленты.
Кейсы
Мы предполагаем, что у нас есть трансмиссия с выходной мощностью 500 Вт и теплопроводностью 1.5 Вт/мК.
Кейсы
Теперь мы ставим себе цель снизить температуру на 22 градуса Цельсия, что возможно с помощью альтернатив 3M и Henkel. Если мы сохраним толщину прокладки 2 мм, то нам понадобится около 825 Вт, чтобы снизить температуру на 22 градуса Цельсия.
Революция в области термических заполнителей зазоров
За последние несколько лет в секторе термообработки произошел бум достижений, который мы здесь называем революцией в области термозаполнителей. Цель и результаты этой революции — не требующие откачки альтернативы термопасте, которые были получены с помощью захватывающих прорывных формул. Например:
- Тиксотропные наполнители на основе графена смогли обеспечить 8.3 Вт/мК при Δη<15% при 10^4 циклах сдвига, что действительно является революционным явлением.
- Во-вторых, заменители матриц на основе серебряного стекла способны устранить несоответствие КТР по оси Z, что является еще одной революцией в области заполнителей тепловых зазоров и стало заменой Henkel BERGQUIST.
В чем отстают 3M/Henkel?
Недавно была разработана термогелевая прокладка, которая оказалась лучше термопасты, термопрокладок или заполнителей зазоров. Этот гель является своего рода гибридной технологией, которая показала гораздо лучшие результаты. 3M и Henkel потерпели сокрушительное фиаско в попытках идти в ногу с постоянно меняющимися технологиями в секторе теплопроводности и теплопроводности. Вот данные испытаний.
| Тест | Henkel ABLESTIK 8360 | AG-7700 |
|---|---|---|
| Тепловое сопротивление (℃мм²/Вт) | 0.18 | 0.09 |
| Модуль упругости (МПа) | 0.8 | 0.3 |
| Рейтинг UL 94 | V-1 | V-0 |
Можно сказать, что термогели являются формулами следующего поколения, низкомодульным TIM для хрупких штампов или безгалогеновой заменой Loctite ABLESTIK. Например:
- Расчетная глубина проникновения иглы по стандарту ASTM D5 для самовосстанавливающихся органогелей составляет 250–300.
- Аналогично существуют электроизоляционные силиконовые гели с изотропным охлаждением 9 Вт/мК, данные испытаний уже приведены в таблице.
Анализ затрат и выгод
Скрытые факторы затрат
Мы подсчитали ежегодные повышения цен на поставки как 3M, так и Henkel, где 3M в среднем повышает цены на 8.5%, а Henkel на 6.9%. Это невероятно большая разница по сравнению с альтернативными поставщиками, которые ежегодно заключали контракты на повышение цен на 2%.
Если говорить о проценте брака, то поставки 3M и Henkel, как оказалось, дают 3.2% лом, в то время как у альтернативных поставщиков процент брака составлял всего 0.7% в год.
Мы предлагаем вам использовать виджеты рентабельности инвестиций, такие как калькулятор совокупной стоимости владения термическими материалами, и предоставить альтернативным вариантам возможность получить оптовые скидки на продукцию Henkel или 3M.
Замена 3M 8660 в межсетевых экранах аккумуляторных батарей электромобилей
В этом разделе рассматривается пример решения проблемы теплового разгона аккумулятора электромобиля с использованием альтернатив, одобренных Nio/Tesla.
Вызов
Противопожарные барьеры, соответствующие стандарту UL 2596, должны выдерживать температуру более 1200 ℃, что должно быть достигнуто с помощью различных тепловых решений.
Решение
Предлагаемое решение — Ceramic-PEEK. гибридные колодки которые обеспечивают прочность на сжатие в 1.5 раза выше, чем 3M 8660, что дает веские основания для аргумента.
Результаты
При испытании предлагаемого решения на испытуемом можно было получить следующие результаты:
- Вес снизился почти на 40%.
- Предложенное решение прошло испытание на проникновение гвоздя по стандарту GB 38031 с результатом 95% процентиля.
Как перейти с 3M/Henkel без головной боли с квалификацией?
На данный момент должно быть ясно, что существует большой потенциал для перехода на альтернативные решения, при условии, что все результаты испытаний, тематические исследования и одобрения альтернативных решений со стороны Nio и Tesla покажутся намного более эффективными, чем у старых игроков, таких как 3M и Henkel.
Теперь возникает главный вопрос: как можно без головной боли перейти или мигрировать с 3M или Henkel?
- Провести картирование CTE
Для проведения картирования CTE вам придется провести анализ ASTM E831 ∆L/L₀. Вам также необходимо изучить контрольный список одобрения альтернативных материалов и документацию PPAP для изменения TIM, которые должны быть доступны для бесплатной загрузки.
- Ускоренное старение
При выборе альтернативного поставщика вы должны проверить его продукцию на стресс-тест, который мы обозначаем как ускоренное старение (85℃/85% RH, 1000 ч по сравнению с IEC 60068-2-67). Чтобы объяснить, что это значит:
- Условия испытаний: температура 85 °C и относительная влажность 85% в течение почти 1000 часов.
Если материал имеет одинаковую теплопроводность до и после испытания, это означает, что он стабилен, надежен и может стать альтернативой материалам 3M и Henkel.
Но если теплопроводность падает, это означает, что производительность материала со временем снижается.
- Полная перекрестная ссылка DFMEA
DFMEA — это инструмент, который поможет вам выявить любые производственные дефекты или ошибки проектирования до того, как продукт будет выпущен для широкой публики. AIAG-VDA Alignment — это стандарт, который был развернут в 2019 году и объединяет лучшие практики из Америки и Германии.
Когда мы говорим о перекрестной ссылке, это означает, что ваш DFMEA включает и выполняет все этапы, терминологию и методологию, чтобы термопрокладка от альтернативного поставщика, которую вы покупаете, была пригодна для использования в вашей отрасли.
Что компании 3M/Henkel не рассказывают вам о термоматериалах 2025 года?
Новые игроки доминируют на рынке продуктов для терморегулирования, предлагая новые и лучшие технологии, которые пока невозможны у 3M и Henkel.
- Биоразлагаемые материалы с изменяющейся фазой
Первым нововведением является использование биоразлагаемых материалов, которые могут хранить и выделять тепло, а также способны естественным образом разлагаться в окружающей среде, что сокращает углеродный след.
- Термопасты с улучшенным металл-органическим каркасом (MOF)
Новый тип термопаст изготавливается из ионов металлов и органических связующих, которые являются высокопористыми и кристаллическими. Этот тип термопаст обеспечивает лучшую теплопроводность, легкий вес и гибридную производительность.
- Термопрокладки, напечатанные на 3D-принтере DLP, с топологически оптимизированными каналами
Мы можем назвать этот тип термопрокладки термопрокладкой следующего поколения, которая обеспечивает лучшее рассеивание тепла, но производство требует достижений и высокотехнологичного оборудования, с которым легче справляться новым участникам. Этот тип прокладки также популярен в Nanostructured TIM 2025 и стал одним из устойчивых электронных клеев.
Заключение
Очевидно, что старые игроки, такие как 3M и Henkel, где-то терпят неудачу, уступая место новым участникам, которые предлагают более качественную продукцию, например Jiujutech. Однако это не значит, что 3M или Henkel утратили свое преимущество, они просто отступают. Так что, если вы хотите попробовать нового поставщика вместо 3M или Henkel, вы можете обратиться в Jiujutech за бесплатным набором образцов, который также включает отчет об испытаниях ASTM D5470.
