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導熱產品有哪些?如何選出好的導熱材料?

2022-12-01 10:30:35

  導熱產品按材質可分為硅膠和非硅膠。
  硅酮導熱材料
  目前市場上的主流產品是有機硅類導熱材料。由于有機硅更容易添加填料,所以多以有機硅作為分散劑,再添加氧化鋁、氮化硼等導熱填料,提高產品的導熱性能。
  但低分子量的硅氧烷會從硅導熱產品中析出,造成短路,影響導電,所以硅導熱產品一般不用于半導體等元器件。
  非硅導熱材料
  這類材料一般采用聚氨酯、環氧樹脂等材料作為分散介質,避免了硅產品的低分子硅氧烷沉淀問題。但這類材料的硬度和粘度要高得多,限制了導熱填料的添加量,所以非硅導熱產品無法達到高導熱率。
  導熱產品可分為:
  01導熱粘合劑
  導熱膠是指用于同種材料或不同材料的物體表面粘接,應力分布連續均勻,粘接強度大,能很好地滿足粘接效果的特種聚合物精細復合粘接材料。粘合劑還具有固定和密封的作用。該膠粘劑具有絕緣、防潮、防塵、防霉、防震、防漏、防電暈、防腐蝕、防鹽霧、防酸堿、防硫化物、耐老化、耐高低溫沖擊、耐高濕高溫、阻燃等優異的環保性能。不同的粘合劑應用方案有不同的性能要求,導致合成材料、配方和合成工藝方法不同。
  導熱膠的導熱系數一般不會太高,大約在0.6 ~ 2.0w/MK,由于導熱填料的加入會影響膠的粘接性能,為了保證較高的粘接強度,只能以犧牲部分導熱系數為代價來減少導熱填料的用量。很少有導熱膠產品也能做到2 W/MK以上。
  02導熱灌封化合物
  導熱灌封料是一種硅酮導熱灌封料,能長時間可靠維護敏感電路和元器件,具有優異的電絕緣功能,能抵抗環境污染,避免應力、感覺、濕度等環境因素對產品的危害,特別適用于灌封材料散熱性要求較好的產品。導熱灌封化合物具有優異的物理和化學抗性。
  該導熱灌封料具有優異的導熱性和阻燃性,低粘度和良好的流平性,固化后形成軟質橡膠狀,具有良好的抗沖擊性、強粘接性、絕緣性、耐濕性、抗震、耐電暈性、耐漏電性和耐化學介質性。也是市場主流導熱產品之一,廣泛應用于電子、汽車等領域。Z常見的導熱灌封膠由兩種組分(A、B)組成,可分為三類:有機硅體系、聚氨酯體系、環氧樹脂體系。普通導熱灌封料的導熱系數為0.6-2.0W/mK,高導熱產品可達4.0W/MK以上。

重慶導熱材料

  03導熱填縫劑
  導熱填縫料又稱導熱凝膠,是市場上另一種主流的導熱產品。
  導熱填縫劑大多采用硅膠,具有硅膠的低應力特性,可以降低溫度和外界壓力帶來的應力,同時軟硬度也能在一定程度上抵抗振動和沖擊。
  導熱填縫劑的出現主要是為了替代導熱墊片,提高導熱效率,實現自動化生產。
  導熱填縫劑的導熱系數一般在2.0W/mK以上,有些高導熱產品甚至可以達到7.0 W/MK以上。
  導熱填縫劑可分為固化和未固化兩種。
  固化導熱填縫料
  固化的導熱填縫劑本質上是液體導熱墊片。機器涂膠后,固化前組裝零件,使發熱裝置壓入導熱填縫劑,使零件、導熱填縫劑和外殼緊密貼合。這樣,部件產生的熱量可以通過導熱填縫劑傳導到外殼,達到散熱的目的。
  與實心墊片相比,導熱填縫劑在導熱的同時具有一定的附著力,與基板充分潤濕接觸,獲得更高的導熱效率。而且導熱填縫劑更加靈活,適用范圍更廣,能夠滿足自動化生產的需要。
  非固化導熱填縫料
  非固化導熱密封膠與導熱硅脂類似,但區別在于導熱密封膠的使用壽命更長,可靠性更高,而導熱硅脂的使用壽命較短,一般只用于可靠性要求不高的應用場合。
  04導熱硅膠片
  導熱硅膠片是以有機硅膠為基材,輔以金屬氧化物等多種輔料,通過特殊工藝合成的一種導熱介質材料。在業內又稱為導熱硅膠墊、導熱硅膠膜、導熱墊片、導熱硅膠墊片等。,主要作用于間隙傳熱。通過填充間隙,打開了加熱部分和冷卻部分之間的熱通道,有效提高了傳熱效率,同時也起到了隔熱、減震和密封的作用。此外,還符合設備小型化、超薄化的設計要求,是一種優良的導熱填充材料,具有很大的工藝性和實用性。
  導熱硅膠片的應用
  導熱硅膠片雙面自粘,電絕緣性高,耐溫性好,柔韌性高,柔順性高,壓縮應用低,壓縮比高。具有一定厚度、可壓縮性、回彈性、雙面自粘、高柔順性的熱界面材料。
  主要用于IC、變壓器、電感、電容、PCB等發熱元件。
  05導熱硅脂
  導熱硅脂俗稱散熱膏。導熱硅脂是以有機硅為主要原料,添加了具有優異耐熱性和導熱性的材料制成。用于功率放大器、晶體管、電子管、CPU等電子元器件的導熱散熱,保證電子儀器儀表電氣性能的穩定。
  導熱硅脂具有低分油(接近0)、長效型、可靠性好、耐候性強(耐高低溫、耐水、耐臭氧、耐老化等特點。),良好的接觸面潤濕效果,有效降低界面熱阻。導熱系數高的膏狀產品,可有效降低熱源與散熱器接觸熱阻的熱界面材料。
  主要用于CPU、晶體管、晶閘管、IGBT模塊、LED燈等發熱元件。
  06導熱相變材料
  導熱相變材料是指隨溫度改變形狀,能提供潛熱的物質。相變導熱相變材料是一種熱增強聚合物,旨在使耗電電子器件和與之相連的散熱器之間的熱阻Z小化。這種低熱阻的通道使熱沉的性能達到Z佳,提高了微處理器、存儲模塊的DC/DC轉換器和電源模塊的可靠性。
  導熱相變材料的關鍵性能是它的相變特性:該材料在室溫下為固體,易于處理,可以干凈、牢固地用作熱沉或器件表面的干墊。當它達到設備的工作溫度時,相變材料變得柔軟,只需一點點擰緊力,該材料就可以像熱油脂一樣輕松地與兩個配合面融為一體。這種完全填充界面空氣間隙和器件與散熱器之間間隙的能力使得相變墊優于非流動彈性體或石墨基熱墊,并獲得類似于熱脂的性能。
  導熱相變材料不導電,但由于該材料在通常的熱沉安裝中發生了相變,金屬與金屬接觸是有可能的,所以相變材料不能用作電絕緣。熱阻小的相變接口焊盤不是結構膠,不能直接把熱沉和器件連接起來。散熱器和器件之間的夾緊壓力須通過夾子或其他機械緊固件來保持。
  07導熱吸波板
  導熱吸波板集導熱和電磁波吸收功能于一體,在輸出熱量的同時吸收泄漏的電磁輻射,在有限的空間內解決了雙重問題,達到了簡化機構設計、降低成本的目的。微波吸收材料由微波吸收劑和硅膠基質經特殊工藝制成。
  用于解決微波器件和高頻電子設備中的EMI問題,具有吸波效果優異、柔韌性好、耐溫性好、無鹵環保等優點。導熱吸波板為電子通訊產品在導熱和電磁屏蔽方面提供了很好的解決方案。
  08隔熱板
  隔熱板,也叫導熱硅膠帶,就像導熱硅膠片一樣,既保溫又隔熱。
  但與導熱硅膠片不同的是,在厚度有限的情況下,可以承受更高的擊穿電壓。導熱絕緣片的應用領域非常廣泛,一般用在需要導熱絕緣的MOS功率管中。
  但是,不同的電氣設備有不同的使用要求。在選擇保溫材料時,需要根據保溫材料的特性選擇合適的類型。
  如何正確選擇隔熱板?關注以下績效指標:
  01壓縮系數
  因為很多材料吸潮后厚度會增加,但再次干燥后會減小,這就對導熱絕緣材料的可壓縮性提出了更高的要求,比如能夠承受各種變形和收縮。
  02耐熱性
  一些特殊場合使用的導熱絕緣材料對其耐熱等級有一定的要求。例如:
  在太陽能電池板的應用中,導熱絕緣材料的耐熱性較高。如果選用的導熱絕緣材料達不到相應的等級,很可能會縮短整個設備的使用壽命。
  03絕緣性能
  導熱絕緣材料種類繁多,不同材料的絕緣強度不同。
  在使用中,我們需要對保溫有一個基本的參數指導,然后根據這些參數選擇相應的保溫材料。
  04機械性能
  在機械設備領域,使用過程中不可避免地會發生振動、拉扯或移動,增加了導熱絕緣材料應用于小零件的難度。
  如果絕緣材料的機械性能較弱,則容易損壞,絕緣性能減弱。
  因此,測量導熱絕緣材料的力學性能也是一個非常重要的環節。

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