有機(jī)硅導(dǎo)熱膠是一種基于有機(jī)硅材料的導(dǎo)熱性膠黏劑,主要用于提高散熱系統(tǒng)中的導(dǎo)熱效果。這種膠黏劑在高溫和高導(dǎo)熱性能方面表現(xiàn)出色,常用于電子設(shè)備、LED燈具、電源模塊等需要散熱的應(yīng)用。以下是有機(jī)硅導(dǎo)熱膠的主要特性和應(yīng)用:
有機(jī)硅導(dǎo)熱膠分類
導(dǎo)熱硅膠包括室溫硫化的和高溫硫化的,其主要用于電子、電器、儀表等行業(yè)的彈性粘結(jié)、散熱、絕緣及密封等(它能夠提供系統(tǒng)所需的高彈性和耐熱性,又可將系統(tǒng)的熱量迅速傳遞出去)。通常,高溫硫化的導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱性能要高于室溫硫化的,高溫硫化導(dǎo)熱硅膠主要以片的形式應(yīng)用,作為墊片或者散熱片;室溫硫化導(dǎo)熱硅膠主要用于電子、家電等行業(yè)需要散熱部件的粘結(jié)和封裝等。
作為絕緣和減震性能優(yōu)越的硅橡膠基體而言,其熱導(dǎo)率僅為0.2W/(mK)左右,但通過(guò)在基體中加入高性能導(dǎo)熱填料,包括金屬類填料(如Al、Cu、MgO、AIN、BN)和非金屬類材料(如SiC、石墨、炭黑等)后,其導(dǎo)熱性能卻可以得到幾倍乃至幾十倍的提高。導(dǎo)熱硅膠材料的導(dǎo)熱性能,最終由硅橡膠基體、填料性能、填料比例、填料分布情況、加工工藝等綜合決定。
最常見(jiàn)的導(dǎo)熱灌封硅膠是雙組份(A、B組份)構(gòu)成的,其中包括加成型或縮合型兩類硅橡膠
? 加成型的可以深層灌封并且固化過(guò)程中沒(méi)有低分子物質(zhì)的產(chǎn)生,收縮率極低,對(duì)元件或灌封腔體壁的附著良好結(jié)合??s合型的收縮率較高對(duì)腔體元器件的附著力較低。單組分導(dǎo)熱灌封硅橡膠也包括縮合型的和加成型的兩種。
? 縮合型的一般對(duì)基材的附著力很好但只適合淺層灌封,單組分導(dǎo)熱硅橡膠一般需要低溫(冰箱保存),灌封以后需要加溫固化。
有機(jī)硅導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱機(jī)理
根據(jù)物質(zhì)內(nèi)部傳導(dǎo)熱能的載體不同,物質(zhì)導(dǎo)熱機(jī)制可以分為:
①電子導(dǎo)熱;
②聲子導(dǎo)熱;
③光子導(dǎo)熱;
④分子導(dǎo)熱。
分別對(duì)應(yīng)的導(dǎo)熱載體依次為電子、聲子、光子,以及分子。
與金屬和無(wú)機(jī)非金屬材料不同,由于大多數(shù)聚合物均是飽和體系,因而沒(méi)有自由電子存在,同時(shí),聚合物中各分子運(yùn)動(dòng)相對(duì)較困難,因而,其導(dǎo)熱主要是通過(guò)晶格的振動(dòng),故聲子是聚合物主要的導(dǎo)熱載體;然而,由于聚合物鏈的不規(guī)則纏結(jié),致使其結(jié)晶度較低,故而存在很大的非結(jié)晶部分。由于目前常用的眾多高分子聚合物材料(如聚氯乙烯、纖維素、聚酯等),均屬于晶態(tài)或非晶態(tài)的材料,其完整的分子鏈,不能完全自由的運(yùn)動(dòng),只能發(fā)生原子、基團(tuán)(或鏈節(jié))的振動(dòng)。因此,聚合物的導(dǎo)熱性能總體上不理想。目前對(duì)導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料的制備原理主要是,通過(guò)填料之間的聲子導(dǎo)熱來(lái)實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)的方式,這一過(guò)程通常是將導(dǎo)熱填料加入到基體中而實(shí)現(xiàn)。
有機(jī)硅導(dǎo)熱膠行業(yè)應(yīng)用分類
? 硅脂(Silicone Grease): 通常是半流體或膏狀,用于填充電子設(shè)備中的間隙,提高散熱效果。
? 硅膠片(Silicone Pads): 預(yù)制成片狀,方便應(yīng)用于電子設(shè)備散熱模塊,如CPU散熱片。
? 硅脂導(dǎo)熱膠(Silicone Grease Compound): 將硅脂與導(dǎo)熱材料(如金屬氧化物)混合而成,既有導(dǎo)熱性能又具有良好的潤(rùn)滑性。
? 雙組分有機(jī)硅導(dǎo)熱膠: 包含有機(jī)硅膠和硬化劑兩個(gè)組分,通過(guò)混合達(dá)到固化的效果,具備更好的操作性。
有機(jī)硅導(dǎo)熱膠特性
? 導(dǎo)熱性能: 有機(jī)硅導(dǎo)熱膠具有出色的導(dǎo)熱性能,能夠有效傳導(dǎo)熱量,提高散熱效果。
? 導(dǎo)電性能: 有機(jī)硅導(dǎo)熱膠通常是電絕緣體,但有些特殊配方也具備導(dǎo)電性,適用于一些需要導(dǎo)電和散熱的場(chǎng)合。
? 柔軟性: 有機(jī)硅導(dǎo)熱膠通常具有柔軟的特性,能夠填充微小縫隙和不平整表面,確保與散熱表面的有效接觸。
? 耐高溫性: 有機(jī)硅材料的耐高溫性較好,能夠在一定溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定性,適用于高溫環(huán)境下的散熱需求。
? 耐老化性: 有機(jī)硅導(dǎo)熱膠通常具備較好的耐老化性,能夠長(zhǎng)時(shí)間保持導(dǎo)熱性能,不易出現(xiàn)硬化或流失。
? 環(huán)保性: 大多數(shù)有機(jī)硅導(dǎo)熱膠是無(wú)溶劑、無(wú)毒且環(huán)保的,符合相關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
有機(jī)硅導(dǎo)熱膠的應(yīng)用
有機(jī)硅導(dǎo)熱膠由于其出色的導(dǎo)熱,散熱,絕緣、耐熱及抗化學(xué)侵蝕、耐氣候、粘合力強(qiáng)等因素特別符合用于電源行業(yè)。電源行業(yè)的范疇很大,因?yàn)橛须姷漠a(chǎn)品都存在電源供應(yīng)的問(wèn)題,因?yàn)椴煌漠a(chǎn)品要求電壓,電流各不相同。早年的穩(wěn)固就是用氯丁膠(黃膠)來(lái)固定,但黃膠是通過(guò)溶劑揮發(fā)后固化,這樣導(dǎo)致VOC(VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物的英文簡(jiǎn)稱,通常所說(shuō)的乳膠漆中對(duì)人體有害的化學(xué)物質(zhì))奇高對(duì)環(huán)境影響很大,耐溫度很低,并且時(shí)間久了會(huì)自動(dòng)失去粘接性,而有機(jī)硅導(dǎo)熱硅膠及有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠根本就不存在這些問(wèn)題。