導熱粘合劑在電子行業中有廣泛的用途。主要應用包括將 SMD(表面貼裝器件)粘合到 PCB(印刷電路板)、粘合用于散發電路板或其他組件熱量的散熱器、灌封和封裝零件(包括 PCB、變壓器和線圈)。此外,還有電動機、電池、照明和 LED 傳熱管理方面的應用,部件之間良好傳熱,例如加熱和冷卻單元(熱交換器)以及工具或機械部件,也都使用導熱粘合劑。
導熱粘合劑的種類
導熱粘接膠主要用于高性能芯片、大功率晶體管、熱敏電阻、溫度傳感器,以及電源等大功率電器模塊與散熱器(銅、鋁)之間的縫隙填充粘接,優點在于可以除掉傳統的用卡片和螺釘的連接方式,同時帶來更可靠的填充散熱性、更簡單的工藝、更經濟的成本。不同的導熱粘合劑種類具有不同的化學成分和特性。
有機硅導熱膠: 有機硅導熱膠以硅氧烷為基礎,具有優異的導熱性能和耐高溫性能。它們在電子組件的散熱管理中廣泛應用,如SMD粘合、LED散熱等。
環氧樹脂導熱膠: 環氧樹脂導熱膠常通過在樹脂中添加導熱填料(如金屬、陶瓷、納米顆粒等)來提高導熱性能。它們適用于多種應用,包括PCB與散熱器的連接、灌封電子組件等。
聚氨酯導熱膠: 聚氨酯導熱膠具有良好的導熱性能和柔韌性,適用于一些需要具備彈性和導熱性的場合,如振動環境較大的電子設備。
單組分環氧樹脂導熱膠: 這種導熱膠具有方便的使用特性,無需混合多種組分,適用于一些簡單的導熱連接場景。然而,其導熱性能可能相對較低。
丙烯酸結構膠: 結構丙烯酸導熱膠結合了快速固化速度和較高的導熱性能,適用于一些需要迅速完成連接并要求導熱性能的場合。
硅橡膠導熱膠: 硅橡膠導熱膠具有柔軟性和導熱性能,并且在高溫環境中表現優異。它們常用于需要耐高溫和導熱性能的應用中。
導熱粘合劑:特性和優點
普通的環氧粘合劑可實現 0.4 至 0.55 W/mK 之間的導熱率測量值,而未填充環氧粘合劑的導熱系數則更低。然而,拜高高材導熱粘合劑專門開發的導熱環氧樹脂的導熱系數可以達到0.6-2.0W/m.K,高導熱率的可以達到4.0以上,并符合電子行業經常要求的 UL94-V0 等標準。
? 0.8W/m.K,單組份中性脫醇 ? 吸濕固化,半流體狀態 ? 有機硅導熱粘接膠 | ? 1.5W/m.K,單組份中性脫醇 ? 吸濕固化,膏體狀態 ? 機硅導熱粘接膠 | ? 2.0W/m.K,單組份中性脫醇 ? 吸濕固化,膏體狀態 ? 有機硅導熱粘接膠 |
BESIL 9550 ? 2.5W/m.K,單組份中性脫醇 ? 吸濕固化,膏體狀態 ? 有機硅導熱粘接膠 | BESIL 9325 ? 2.5W/m.K,單組份 ? 高觸變,加熱固化 ? 有機硅導熱粘接膠 | BEPU 5103 ? 0.3W/m.K,雙組份聚氨酯體系 ? 1:1比列 ? 30分鐘快速固化 |
除了良好的導熱性外,對于電子應用和一般粘合還有其他好處:
高強度性能——對多種基材具有良好的附著力
耐極低和極高溫度——能夠應對不同基材材料之間的膨脹和收縮差異(粘合劑通常需要一定程度的增韌)
耐化學品、水和濕氣
低釋氣可最大限度地降低敏感電路損壞的風險
非腐蝕性配方
抗熱沖擊、沖擊和振動
能夠承受回流焊工藝
符合 RoHS 和 REACH
粘合劑注意事項
在選擇導熱粘合劑時,需要考慮多個因素,如基材類型、尺寸、尺寸設計、力學性能要求、固化速度、生產線整合等。膠層的厚度也是一個重要的考慮因素,薄膠層有助于提高部件之間的熱傳遞效率,但需要注意不同材料之間的熱膨脹和收縮差異,選擇增韌的粘合劑以及控制膠層厚度。對于灌封應用,需要考慮粘合劑在零件周圍的流動情況,選擇適合的固化速度,以避免在固化過程中產生過多的熱量。