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关于挠性板:考虑购入柔性加热膜吗?

四月 19, 2017 | Dave Becker, All About Flex
关于挠性板:考虑购入柔性加热膜吗?

定制柔性加热膜已经上市了,产品的规格、外型和材料非常多,选择范围广。最普遍的柔性材料是聚酰亚胺和硅胶。尽管硅胶常被当做较高温柔性加热膜的首选材料,但是最近,基于聚酰亚胺的材料显示出更大的优势——可加热到250℃以上。但是很少有客户真正在乎加热膜的温度。他们利用加热膜来升高“散热器”(也就是连接在加热膜上的设备)的温度。因此,讨论使用柔性加热膜时有哪些工程考量往往是有实用意义的。

加热膜功率可以根据输入的电压和加热膜电阻算出(假设电源电压可以达到足够的电流强度)。你可以选择一个功率为100瓦、尺寸为4” X 4”的加热膜,或者另一个功率为100瓦、尺寸为2平方英尺的加热膜。100瓦4” X 4”样品产生的热量会传送到16平方英寸的区域内。第二个样品将同样的热量传送到288平方英寸的区域里。所以我们真正要关注的是功率密度,或者一定面积瓦数。在这两个样品中,第一个样品的功率密度是100/16或每平方英寸6.25瓦。第二个样品的功率密度是288/100或每平方英寸2.88瓦。

在纯粹状态下,第一个加热膜样品要比第二个发热厉害,但还是要根据每个加热膜的具体应用来判断发热情况。如果每个加热膜都悬放在露天环境中,第一个样品会比第二个更热。但是在一种应用中,第一个样品加热膜被放置于一块厚铝板上,这块铝板充当了冰箱门的作用。铝板通常摸起来是冷的,所以“吸”热很快。我们可以把第一个“更热的”加热膜粘到一块铝板上,铝板的导热性能快速将加热膜产生的热量吸收过来。不管加热膜在铝板上粘了多久,这个高质量通道升温缓慢,从冷态变为半冷态大概会升高10度。另外,此时即使加热膜是悬放在空中的,它也不会再升温了。它仍然产生100瓦的热量,但这些热量会快速转移到铝板上。

另一个例子是起始温度非常低(如-50℃)的应用,并且这种应用需要加热至+ 150℃。这就需要高功率密度的加热膜来实现。类似地,有一种应用可能需要快速加热然后关闭。在这些情况下,加热膜可能就需要高功率/热量输出。但加热膜不需要超过150°C。在这种情况下,只要加热膜内的热量可以在加热膜本身变得太热而导致无法保持结构完整性之前就传递出去,那么就可以很好地工作。

客户通常会需要三个关键信息:1)他们想要“产品”有多热(即最终稳定温度); 2)他们想要多块的加热速度; 3)开始加热时设备的初始温度是多少。这些多方面的因素可以推动加热膜设计和材料结构的发展。有限元分析(FEA)软件可用于模拟复杂场景中的热性能,进行准确预估。其他时候,样品加热膜与可变电源一起使用,通过实验的方式来确定所需的功率密度。这个信息可以用于定制元件。

简言之,具体应用决定了每个加热膜是否能够持续工作。一个功率密度极高的加热膜,可能被夹放在两个冷却板之间,这样,高功率密度的加热膜就能持续正常工作。但如果同样的加热膜裹在玻璃管中,由于玻璃可以有效隔热并减慢热传递过程,而加热膜又无法承受所产生的热量,加热膜就可能烧毁。在超高温加热应用(250°C +)中,可能需要加热膜在达到300°C时不发生降解。这种高温情况就需要在设计中加入新型材料了。

Dave BeckerAll Flex Flexible Circuits LLC销售和营销副总裁。

标签:
#挠性电路  #加热膜 


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