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导热产品按材质可以分为:有机硅类和非硅类
A 有机硅导热材料
目前市场上主流产品为有机硅类导热材料,因为有机硅更容易添加填料,所以大多采用有机硅作为分散剂,再在其中添加氧化铝、氮化硼等导热填料提高产品的导热性能。
但是,硅类导热产品会析出低分子硅氧烷,造成电路短路,影响导通,所以硅类导热产品一般不用在半导体等精密元器件上。
B 非硅导热材料
此类材料一般采用聚氨酯、环氧树脂等材料作为分散介质,很好的避免了硅类产品的低分子硅氧烷析出问题,但这类材料本身的硬度和粘度会高很多,限制了它添加导热填料的量,所以非硅导热产品无法做到很高的导热率。
导热产品按形态可以分为:
01 导热粘接胶
导热粘接胶是指用于相同材质或不同材质物件进行表面粘接,具有应力分布连续均匀,粘接力度强,能很好满足粘接作用的高分子精细复合特殊粘接材料。粘接胶同时还具有可以满足固定与密封的作用。粘接胶具有绝缘、防潮、防尘、防霉、防震、防漏电、防电晕、防腐蚀、防盐雾、防酸碱、防硫化、防老化、耐高低温冲击、耐高湿高温、阻燃等环保性能优越。不同的粘接胶应用方案对性能需求均有所不同,导致合成材料与配方以及合成工艺方法均有所不同。
导热粘接胶导热率一般都不会太高0.6~2.0W/mK左右。因为导热填料的加入会影响胶水的粘接性能,为了保证较高的粘接强度,只能减少导热填料的用量牺牲部分导热率。极少数导热粘接产品也能做到2W/mK以上。
导热灌封胶是一种硅酮导热灌封胶,可长时间可靠维护灵敏电路及元器件,具有优秀的电绝缘功能,能抵受环境污染,避免由于应力和轰动及潮湿等环境因素对产品构成的危害,特别适用于对灌封材料要求散热性好的产品。导热灌封胶具有优秀的物理及耐化学功能。
导热灌封胶杰出的导热性和阻燃性,低粘度,流平性好,固化构成柔软的橡胶状,抗冲击性好,附着力强,绝缘,防潮,抗震,耐电晕,抗漏电和耐化学介质功能。也是市面上主流导热产品之一,在电子、汽车等领域应用广泛,用量巨大。最常见的导热灌封胶是双组份(A、B组份)构成的,分有机硅体系、聚氨酯体系、环氧树脂体系这三大类。普通导热灌封胶的导热率在0.6-2.0W/mK,高导热率的产品可以达到4.0W/mK以上。
导热填缝剂又称导热凝胶,英文gap filler,是市面上另一主流导热产品。
导热填缝剂多数是以硅凝胶为原料,具有硅凝胶的低应力特点,能减轻温度和外部压力产生的应力,同时,柔软的硬度也能抵御一定程度的振动和冲击力。 导热填缝剂的出现主要是为了替代导热垫片,提高导热效率,实现自动化生产。
导热填缝剂的导热率一般都在2.0W/mK以上,部分高导热产品甚至能做到7.0W/mK以上。
导热填缝剂分固化的和不固化的两种。
固化型导热填缝剂,本质上来说就是液体的导热垫片。胶水通过机器涂布好之后,在固化前进行零部件组装,使发热器件压入导热填缝剂中,让元器件、导热填缝剂、壳体三者之间紧密粘合。如此,元器件产生的热量就能通过导热填缝剂传导到壳体上,达到散热目的。
相比固态垫片,导热填缝剂导热的同时又具有一定的粘附力,与基材充分润湿接触,获得更高的导热效率。且导热填缝剂更灵活、适用范围更广,并能满足自动化生产需要
不固化型的导热填缝剂类似于导热硅脂,不同的是,导热填缝剂用有更长的使用寿命和更高的可靠性,而导热硅脂使用寿命很短一般只用在可靠性要求不高应用上。
04 导热硅胶片
导热硅胶片是以有机硅胶为基材,添加金属氧化物等各种辅材,通过特殊工艺合成的一种导热介质材料。在行业内,又称其为导热硅胶垫,导热矽胶片,导热垫片,导热硅胶垫片等等,主要作用于缝隙处传递热量,通过填充缝隙,打通发热部位与散热部位间的热通道,有效提升热传递效率,同时还起到绝缘、减震、密封等作用。此外还具备满足设备小型化及超薄化的设计要求,是极具工艺性和实用性的一种极佳的导热填充材料。
导热硅胶片的应用
导热硅胶片双面自粘、高电气绝缘,具有良好耐温性能、高柔软、高顺从性、低压缩力应用,具有高压缩比等特点。有一定厚度、可压缩、可回弹、双面自粘、高顺从性的热界面材料。
主要应用于IC、变压器、电感、电容、PCB板等发热元件。
05 导热硅脂
导热硅脂俗称散热膏,导热硅脂以有机硅酮为主要原料,添加耐热、导热性能优异的材料,制成的导热型有机硅脂状复合物,用于功率放大器、晶体管、电子管、CPU等电子原器件的导热及散热,从而保证电子仪器、仪表等的电气性能的稳定。
导热硅脂低油离度(趋于0)、长效型,可靠性佳、耐候性强(耐高低温、耐水气、耐臭氧、耐老化等)、接触面湿润效果佳,有效降低界面热阻等特点。呈膏状的高导热系数产品,可以有效降低发热源与散热器之间的接触热阻的热界面材料。
主要应用于CPU、晶体管、可控硅、IGBT模块、LED灯等发热元件。
06 导热相变材料
导热相变化材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变化导热相变化材料是热量增强聚合物,设计用于使功率消耗型电子器件和与之相连的散热片之间的热阻力降低到最小,这一热阻小的通道使散热片的性能达到最佳,并且改善了微处理器,存储器模块DC/DC转换器和功率模块的可靠性。
导热相变化材料关键性能是其相变的特性:在室温下材料是固体,并且便于处理,可以将其作为干垫清洁而坚固地,用于散热片或器件的表面。当达到器件工作温度时,相变材料变软,加一点加紧力,材料就像热滑脂一样很容易就和两个配合表面整合了。这种完全填充界面气隙和器件与散热片间空隙的能力,使得相变垫优于非流动弹性体或石墨基热垫,并且获得类似于热滑脂的性能。
导热吸波片
导热吸波片集导热,电磁波吸收功能于一体,在导出热量的同时吸收泄露的电磁辐射,在有限的空间解决双重问题,达到简化机构设计,降低成本的目的。采用高效微波吸收剂与硅胶基材经过特殊工艺复合而成的吸波材料。
用于解决微波器件﹑高频电子设备中的EMI 问题,具有优异的吸波效果﹑柔韧性好﹑耐温性好﹑无卤环保等优点。导热吸波片为电子通信产品在导热和电磁屏蔽方面提供良好的解决方案。
08 导热绝缘片
导热绝缘片又称导热矽胶布,它和导热硅胶片一样,既导热又绝缘。
但与导热硅胶片不同的是,在有限的厚度条件下,它耐受的击穿电压更高。导热绝缘片的应用领域较为广泛,一般应用于需要导热绝缘的MOS功率管等场合。
然而不同的电气设备中有着不同的使用需求,在挑选绝缘材料时,需要根据绝缘材料本身的特性,选择适应的类型。 如何正确选择导热绝缘片?可关注以下几点性能指标: 01 压缩系数 由于很多材质在吸潮后,厚度增加,而再次干燥厚度又会减小,这对导热绝缘材料的压缩系数提出了较高的要求,比如能耐受各种变形及收缩情况。
02 耐热性能 一些特定场合使用的导热绝缘材料,对其耐热等级有一定的要求。比如: 在太阳能电池板的应用中时,导热绝缘材料的耐热要求较高,如果选用的导热绝缘材料达不到相应等级,很有可能会缩短整个器件的使用寿命。 03 绝缘性能 导热绝缘材料的种类较多,不同材质的材料绝缘强度不同。
在使用中,我们需要对绝缘性有一个基础的参数指导,根据这些参数再选择相对应的导热绝缘材料。
04 机械性能 在机械设备领域,使用过程中难免会发生震动、拉扯或移动等情况,这给应用于细小部件的导热绝缘材料增加了难度。 若是绝缘材料的机械性能较弱,很容易被遭到破坏,减弱其绝缘性能。 所以在挑选导热绝缘材料时,衡量其机械性能也是一个很重要的环节。
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