RTV|导热胶的特点及常见的导热胶术语介绍

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  • 2019/10/28

康达科技集团(Qanta Group)是全球领先的有机硅解决方案供应商之一,致力于提供个性化的有机硅解决方案。其拥有从金属硅到特种有机硅材料的全方位产品供应链。主要业务为特用化学品技术及特殊SILICONE与复合材料相关应用制程技术材料开发、设计、销售。目前已有18年以上历史,与全球500强企业有合作销售经验,是一家集科研,开发,生产及销售为一体的国家级高新技术企业,拥有国际化品质,技术和管理及提供一条龙Silicone 材料应用整合。公司拥有广泛的销售和研发网络,可提供有利于未来可持续发展的创新技术和基于市场需求的解决方案。


现代计算机生成热量主要通过组件的上表面散发出去,因此,连接部位的低热阻就很重要,这关联着散热器的正常运行。LED以其体积小、耗电量低、环保、坚固耐用以及光源颜色丰富等特点,备受广大用户的青睐。但是,目前LED照明的发展面临的瓶颈之一就是散热,用导热胶就可以解决这个问题。


=   导热胶的优势   =


1、使用导热胶可改善散热器性能。施胶方式合理时,导热胶充满散热器与热源之间的空隙。空隙填充非常重要,如果胶水没能充满,热量就被阻止不能发散出去,只能重新花钱修补或者进行更换。 

2、用导热胶粘结散热器可保证所需温度和技术参数的稳定性和可靠性。例如,实际上可以不用对粘结面进行劣化,刷涂胶水和催化剂的表面最终也可以达到理想的效果。另外导热胶使用方便,可自流平,不需对表面进行预处理,因此,产品成本和施胶时间都大幅度的减少。 

3、快固化双组份导热胶不用机械装置就可有效粘结电子元件和散热器。这些丙烯酸酯结构胶与机械固定装置相比,实质上具有成本优势,在生产和组装过程中,这种频繁出现的定位需求往往增加了额外费用。用室温固化的导热胶牢靠粘结各部件,不仅能冷却垂直面,还能使金属外壳和侧面板降温,侧板没有安装芯片、螺钉或其它机械定位装置。丙烯酸酯导热胶也可替代机械装置和引起污染的硅脂。 

4、一些电子部件,如母版录像带处理器,不可以打孔或安装夹具和铆钉来固定散热器。这种情形下导热胶是理想的解决方案。胶黏剂不仅仅提供了散热器和热源之间的粘结机械强度,更重要的是,它可以填充所有的缝隙,排除零件间的空气(隔热)。

5、导热胶也能粘结很多种类的材料,即使脏污或者需要有油脂的表面也能使用,10g的振动测试表明粘结没有任何不利影响。导热胶也有高剥离强度和高冲击强度,粘结牢靠、持久、抗震动。在进行了较宽的环境温湿度测试和老化实验之后,这种导热胶不仅完全满足要求,事实上远超出了原来设想的拉伸强度和导热率的基本特性。

 

传统的导热胶粘剂封装应用包括:芯片焊接,安装散热器的微电子封装、传感器封装。此外,随着电子和电力工程、LED灯、太阳能设备、热交换器和汽车零部件的发展,越来越多的新型电力电子设备有着与以往不同的需求。导热胶粘剂在这些产品方面具有广泛的应用,除了满足不同的力学性能,还有独特的要求和具有挑战性的工艺参数,比如粘合剂可以连接热导系数不匹配的组件。

 

=   常用的硅胶导热材料分类   =


1、导热硅胶片(也叫导热硅胶垫,导热矽胶片)
具有良好的导热能力和高等级的耐压,符合目前电子行业对导热材料的需求,是替代硅脂导热膏加云母片的二元散热系统的最佳产品。该类产品安装便捷,利于自动化生产和产品维护,是极具工艺性和实用性的新型材料。
导热硅胶片厚度,软硬度可根据设计的不同进行调节,因此在导热通道中可以弥合散热结构,芯片等尺寸工差,降低对结构设计中对散热器件接触面的工差要求,特别是对平面度,粗糙度的工差,如果提高加工精度则会在很大程度上提高产品成本,因此导热硅胶片可以充分增大发热体与散热器件的接触面积,降低了散热器的生产成本。
2、导热硅脂(也叫散热膏,导热膏)
是一种白色或灰色的导热绝缘黏稠物体,该物质有一定的黏稠度,没有明显的颗粒感,无毒、无味、无腐蚀性,化学物理性能稳定而且具有优异的导热性、电绝缘性、耐高温、耐老化和防水特性。通常情况下,导热硅脂不溶于水,不易被氧化,还具备一定的润滑性和电绝缘性。
TSP700导热硅脂同时具有低油离度(趋向于零)、及非常优良的耐候性(包括耐高温及耐低温、耐水、臭氧、耐气候老化等),可以在-30℃~150℃的温度下长期使用,即使在+200℃以上的温度仍然能够保持对接触面的湿润。
3、导热硅胶带
广泛应用在功率器件与散热器之间的粘接,能同时实现导热、绝缘和固定的功能,能有效减小设备的体积,是降低设备成本的有利选择。
4、导热矽胶布
是以玻璃纤维作为基材进行加固的有机硅高分子聚合物弹性体,又名叫导热硅胶布,抗撕拉硅胶布,这种硅胶布能有效地降低电子组件与散热器之间的热阻,并且电气绝缘,具高介电强度,良好的热导性,高抗化学性能,能抵受高电压和金属件的刺穿而导致的电路短路。
5、导热相变化材料
利用基材的特性,在工作温度中发生相变,从而使材料更加贴合接触表面,同时也获得了超低的热阻,更加彻底的进行热量传递。
6、导热填充剂(导热粘接胶、导热灌封胶)
作为导热胶使用,不仅具有导热的功效,也是粘接、密封灌封的导热材料。

 

=   导热胶的应用   =

1、汽车行业应用

随著汽车电子系统与设备整体热络发展,可以窥探出未来汽车工业发展的新气象,不过要如何将汽车电子系统设备中,包括:线路设计、元件散热、电路板散热设计,以及整个电子系统散热等问题获得最好的解决,而针对汽车电子系统的散热问题,粘接电子元件间的导热胶就显得不可忽略了,符合电子元件散热、温度变化等因素的导热胶大大提高了及机器的寿命和生产成本。

2、电源行业应用

电源行业的范畴很大,因为有电的产品都存在电源供应的问题,因为不同的产品要求电压,电流各不相同。早年的稳固就是用氯丁胶(黄胶)来固定,但黄胶是通过溶剂挥发后固化,这样导致VOC(VOC是挥发性有机化合物的英文简称,通常所说的乳胶漆中对人体有害的化学物质)奇高对环境影响很大,耐温度很低,并且时间久了会自动失去粘接性,而有机硅导热硅胶及有机硅导热灌封胶根本就不存在这些问题。

3、导热胶粘剂在微型电力电子器件热处理中的应用

移动电子设备需求的增长带来了新的设计挑战,越来越强调机械强度和热处理能力。基板尺寸缩小和操作环境变得更加的复杂,集成产品设计必须克服散热的挑战,同时保持耐冲击性。导热胶粘剂已经被证明是一种在电力电子器件热处理中尚未得到充分利用的解决方案。

 

 

=   导热胶的应用实例   =

在微电子元器件,导热胶粘剂的实际应用是连接和保护电子元件,如芯片焊接、底充封胶、封装和散热。耐高温环氧树脂胶在使热敏元件加工的应用,使它们可以承受回流焊和提高操作稳定性。


越来越多的应用趋势是LED芯片的安装散热器。目前的功率发光二极管是电源消耗500毫瓦每单位,其中只有20%的能量转化为可见光。能量的较大部分必须被辐射或消散,以保持电子元件温度低于120℃。温度升高时,灯的光产量和服务寿命将减少。
导热胶粘剂在安装LED芯片散热器上的优点是能够提供粘合的整个区域的机械和散热性能,因此,热量消散非常有效。最高温度约66℃。每增加1℃工作温度,其使用寿命会显著降低。


另一个应用是温度传感器的封装或电子封装。导热胶作为密封层,在传感器和环境之间有效的隔离湿度并传导热量。

近来,新制造概念纯电动和混合动力汽车电池、汽车和燃料电池的需求已经开始不断增长。这种需求可以通过使用导热胶胶粘剂部分得到解决。包括动力电池的连接和密封,电机组件和线圈灌封,加热和冷却管道安装等。


同样,导热胶粘剂也常应用在一般电力工程组件的封装,包括太阳能传热设备或热交换器。粘合剂取代了安装和导热连接中传统的锡焊和钎焊方法,避免高热负荷在加工和随后的扭曲或变色。此外,在处理如铜和铝等加工困难的材料组合也没有限制。


 

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