導熱矽膠包括室溫硫化的和高溫硫化的,其主要用於(yu) 電子、電器、儀(yi) 表等行業(ye) 的彈性粘結、散熱、絕緣及密封等(它能夠提供係統所需的高彈性和耐熱性,又可將係統的熱量迅速傳(chuan) 遞出去)。通常,高溫硫化的導熱矽膠的導熱性能要高於(yu) 室溫硫化的,高溫硫化導熱矽膠主要以片的形式應用,作為(wei) 墊片或者散熱片;室溫硫化導熱矽膠主要用於(yu) 電子、家電等行業(ye) 需要散熱部件的粘結和封裝等。
導熱矽膠的分類
室溫硫化導熱矽膠:主要用於(yu) 電子、家電等行業(ye) 的散熱部件的粘結和封裝等。其特點是固化速度適中,操作方便,不需要高溫設備即可完成固化。
高溫硫化導熱矽膠:通常以片材形式應用,作為(wei) 墊片或者散熱片使用。其導熱性能一般優(you) 於(yu) 室溫硫化導熱矽膠,適用於(yu) 需要較高導熱效率的場合。
導熱矽膠的組成與性能
導熱矽膠基體(ti) 通常為(wei) 矽橡膠,天然導熱率較低(約0.2W/(mK)),通過添加高性能導熱填料可以顯著提高其導熱性能。常用的填料包括:
金屬類填料:如鋁(Al)、銅(Cu)、氧化鎂(MgO)、氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)。
非金屬類填料:如碳化矽(SiC)、石墨、炭黑等。
填料的選擇、比例、分布以及加工工藝等因素綜合決(jue) 定了最終材料的導熱性能。
有機矽導熱膠的導熱機理
根據物質內(nei) 部傳(chuan) 導熱能的載體(ti) 不同,物質導熱機製可以分為(wei) :①電子導熱;②聲子導熱;③光子導熱;④分子導熱。分別對應的導熱載體(ti) 依次為(wei) 電子、聲子、光子,以及分子。與(yu) 金屬和無機非金屬材料不同,由於(yu) 大多數聚合物均是飽和體(ti) 係,因而沒有自由電子存在,同時,聚合物中各分子運動相對較困難,因而,其導熱主要是通過晶格的振動,故聲子是聚合物主要的導熱載體(ti) ;然而,由於(yu) 聚合物鏈的不規則纏結,致使其結晶度較低,故而存在很大的非結晶部分。
由於(yu) 目前常用的眾(zhong) 多高分子聚合物材料(如聚氯乙烯、纖維素、聚酯等),均屬於(yu) 晶態或非晶態的材料,其完整的分子鏈,不能完全自由的運動,隻能發生原子、基團(或鏈節)的振動。因此,聚合物的導熱性能總體(ti) 上不理想。目前對導熱高分子複合材料的製備原理主要是,通過填料之間的聲子導熱來實現熱傳(chuan) 導的方式,這一過程通常是將導熱填料加入到基體(ti) 中而實現。
導熱矽膠的固化類型
1、雙組份導熱矽膠:
加成型:深層灌封時固化過程中不產(chan) 生低分子物質,收縮率極低,對元件或灌封腔體(ti) 壁附著力好。
縮合型:固化時收縮率較高,對腔體(ti) 元器件的附著力較低。
2、單組份導熱矽膠:
縮合型:對基材附著力好,適合淺層灌封,需要低溫保存並需加溫固化。
加成型:適合需要低溫保存的應用場合。
有機矽導熱膠的應用
有機矽導熱膠由於(yu) 其出色的導熱,散熱,絕緣、耐熱及抗化學侵蝕、耐氣候、粘合力強等因素特別符合用於(yu) 電源行業(ye) 。電源行業(ye) 的範疇很大,因為(wei) 有電的產(chan) 品都存在電源供應的問題,因為(wei) 不同的產(chan) 品要求電壓,電流各不相同。早年的穩固就是用氯丁膠(黃膠)來固定,但黃膠是通過溶劑揮發後固化,這樣導致VOC(VOC是揮發性有機化合物的英文簡稱,通常所說的乳膠漆中對人體(ti) 有害的化學物質)奇高對環境影響很大,耐溫度很低,並且時間久了會(hui) 自動失去粘接性,而有機矽導熱矽膠及有機矽導熱灌封膠根本就不存在這些問題。
總結
導熱矽膠因其優(you) 異的綜合性能在電源行業(ye) 得到廣泛應用。相比早期使用的氯丁膠(黃膠),導熱矽膠具有更好的耐溫、環保和長期粘接性,是現代電子電器設備中的理想選擇。