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近年來,隨著工業生產和智能化的發展,人們對材料不(bú)斷提出新的要求(qiú)。傳統的解決電子設備散熱的方法,是在發熱體與散熱(rè)體(tǐ)之間(jiān)墊一層絕緣的介質作為導熱材(cái)料,如雲母、聚四(sì)氟乙烯及氧化鈹陶瓷等(děng)等,這種(zhǒng)方法有一定的效果,但存在導熱(rè)性能差,機械性能低(dī)、價格高等缺點[1]。目前(qián),解決(jué)電子設備散(sàn)熱有些是(shì)通過各種(zhǒng)形式的散熱器來解決,但大多數必須通過導熱材料來解決,導熱矽橡膠(jiāo)材料是導熱材料中最重要的一員。在(zài)電子電器領域,由於集成技術和組(zǔ)裝(zhuāng)技術的迅(xùn)速發展,電子元(yuán)件、邏輯電路向(xiàng)輕、薄、小的方向(xiàng)發展,發熱量也隨之(zhī)增加,從而需要高導(dǎo)熱的絕緣材料,有效的去除電子設(shè)備產生的熱量,這關係到產品的使用(yòng)壽命和質量的可靠性。本文根據邦特膠業工(gōng)程師的介紹,主要是總結了廠裏生產的一些導熱矽橡(xiàng)膠(jiāo)材料的種類,並提供(gòng)了一(yī)些邦特現有的導熱產品的(de)應用解決方案!有需要的朋友可以聯係廠家采購……
1、導(dǎo)熱矽膠材料導熱的機理
導(dǎo)熱矽橡膠材料是一(yī)種典型的高分子複合材料,其導熱性(xìng)能主要是由導熱填料的種類和(hé)導熱填料在矽橡膠基體中(zhōng)的分布情況決定的(de)。金屬填料(如Al、Ag等(děng))具有較高(gāo)的導熱(rè)係數,但是大多數(shù)是導熱也導電的;無機非金屬材料(如AlN、SiC等)導熱係數也較高,但價格相當昂貴(guì);目前主(zhǔ)要用金屬氧化物(如Al2O3、ZnO等)作為導熱填料,如表1是一些導(dǎo)熱填料的導熱係數。各(gè)種填充材料的(de)導熱機理(lǐ)均不(bú)同,金(jīn)屬材料主要(yào)是靠電子運動進行導熱,金屬導熱率隨溫度的升高而降低,非金屬的熱擴散(sàn)速度主要(yào)取決於鄰(lín)近原子的震動及結合基團,在強共價鍵合的材料中(zhōng),在有序(xù)的晶體晶格中導熱(rè)是比(bǐ)較有效率的[2]。所以在采用(yòng)非金屬(shǔ)材(cái)料作為導(dǎo)熱填料時(shí),如(rú)何提高體係中的導熱“堆砌度”是提高導熱係數的主要手段。
2、導熱矽(guī)膠材料的種(zhǒng)類(lèi)和應用
2.1導熱矽膏和導熱墊片
導熱矽膏是矽油和導熱填料的機械混合膏狀物,具有隨(suí)時定型、導熱(rè)係數高(gāo)、不固化、對界麵材料無腐蝕(shí)等特點。在電子設備中,各種電子元件之間有許多(duō)接觸麵和裝配麵,他們之間存在空隙,導致熱流不暢,為了解決這一問題,通常在接觸麵之間填充導熱矽膏(gāo),利用導熱矽膏的流動來排除界麵間的空氣,降低乃至消除熱阻。導熱(rè)墊片(piàn)是經過特殊的(de)生產工藝加工而成的片狀導熱絕緣矽橡膠材料,具(jù)有(yǒu)表麵天然粘性,高導熱係數、高耐壓縮性、高緩衝性等等特點,主要應用於發熱(rè)器件與散(sàn)熱片(piàn)及機(jī)殼的縫隙填充材料,因其材質的柔軟及在低壓迫力作用下的彈性變量,可(kě)於器件表麵甚至為粗糙表麵構造密合接觸,減少空氣熱(rè)阻抗,很(hěn)好的解決了導熱矽膏(gāo)在高溫後有矽油滲出、表麵積存灰塵等等缺點(diǎn)。
2.2導熱阻燃矽橡膠材料
近年來(lái),矽橡膠材料在電子電器行業中得到了廣泛的應用,但因其是聚合物材料,易燃,發煙量(liàng)大,有時卻是火災的直接導火線;因此阻燃型矽橡(xiàng)膠(jiāo)已經慢慢成為電子電器行業中矽橡(xiàng)膠材料的主(zhǔ)要力量。本公司采用經過(guò)表麵處理的導熱填料和自製的阻燃劑開發(fā)出了阻燃達到UL94V-0級、導熱係數(shù)超過1.0W/m·K(均是經過(guò)權威部門測試和認證的)的,比如(rú)類似白(bái)雲 SKF323導熱阻燃用矽酮密封膠產品,現正廣泛應用於導熱和(hé)阻燃均要求較(jiào)高的汽車模塊、電路模塊和PCB板等等電子(zǐ)電(diàn)器產品中。 邦特TG1012,1015係列導熱矽膠產品也更多(duō)的應(yīng)用在新能源汽車上。
2.3導熱灌封矽橡膠材料
灌封分為局部灌封和整體灌封(fēng)。局部灌封(fēng)是隻對大功率器件(jiàn)進行灌封,使其通過導熱灌封矽橡膠材料與散熱體連接在一起(qǐ),使產生的熱量能夠迅速的傳到散熱體。整體(tǐ)灌封是對印製(zhì)線路板上的所有元(yuán)器件全部灌封,使其產生的熱量能夠迅速擴散,直(zhí)接散發到外界環境中[3]。此類產品(pǐn)一般是雙組分的,使用時將兩種組分混合(hé)排泡後(hòu),灌於線路板上,硫化成彈性體的(de),此類產品(pǐn)不僅有散熱絕緣(yuán)作用,而且還有減震和三防的作用,現(xiàn)在正廣泛應用於(yú)LED燈的灌封和粘結,其他電路、家(jiā)用電器的絕緣密封。
2.4高導(dǎo)熱矽橡膠粘合劑(jì)
高(gāo)導熱粘合劑多用於絕緣性場合,因為在電子(zǐ)電器工業(yè)發展中,電子電器材料領域(yù)急需導熱絕緣(yuán)材料,特別是大功(gōng)率散熱的(de)場合,如半導體和散熱器(qì)的粘合、管心的保護、管殼的密(mì)封、電子整流器、熱敏電阻器的(de)導熱絕緣,微包裝(zhuāng)中多層板的導(dǎo)熱絕緣組裝等需要不(bú)同工藝性能的導(dǎo)熱絕緣膠。
2.5導熱耐高溫矽橡膠
導(dǎo)熱(rè)耐高溫矽橡膠主要應用於諸(zhū)如低壓大電流變壓(yā)器的粘結(jié)和(hé)密封(fēng);雷達磁場線圈的導熱絕緣;各種高溫功(gōng)率管(guǎn)與散熱器、印製板的(de)組裝;微包裝技術、電用電器及軍(jun1)用電器等高溫散熱體。
3、總結
導熱矽膠材料在國外的研究較為成熟(shú),如道康寧、GE東芝等等就開發了(le)多種導熱矽(guī)橡膠產品,而國內白雲,回天,矽寶,廣研,邦特也逐步實現了解決綜合性能和工藝(yì)性能的一致統一,導熱矽橡膠將來(lái)會越來越多的優化和改良,就像新能源電(diàn)池一樣,有很好的發展前景。總之,導熱矽橡膠不僅具有良好(hǎo)的導熱性能,還具有很多其他材料所不具(jù)備的性能,如耐侯性、粘(zhān)結性等等,故其(qí)開(kāi)發(fā)前景可觀,應用也將(jiāng)越來越廣泛。
廣州邦特密封材料有限公司專業生(shēng)產:RTV單組份粘接膠、加成型矽橡膠、縮合型灌封膠(jiāo)、導熱矽膠、導熱矽脂、三防塗覆膠。邦特可以為LED顯示、照(zhào)明、太陽能光(guāng)伏組件、電源模塊、電(diàn)子電器、汽車,通訊和建築等行業(yè)領域提供(gòng)優良產品和用膠解(jiě)決方案。