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                    導熱膠配方分析

                    1.背景

                    禾川化工專注于導熱膠配方技術研究,為相關企業縮短自主研發周期,提供配方優化的技術指導。
                    隨著大規模集成電路和微封裝技術的發展,電子元器件和電子設備向小型化和微型化方向發展,電路中元器件的組裝密度越來越高,使得有限的體積內產生了較多的熱量,散熱成為一個突出的問題。如果熱量不能及時散除,將導致元器件工作溫度升高,影響其正常工作,嚴重時還會使電子元器件失效。傳統的散熱材料如金屬、陶瓷等,具有比重大、難加工、電絕緣性差、難于加工成型、無法適應不同形狀導熱界面的缺點,限制了其在特定領域的應用。因此,對于用作封裝和熱界面材料的導熱粘合劑尤其是導熱絕緣粘合劑的要求越來越高。
                    導熱膠又名有機硅導熱膠,導熱硅膠、散熱硅膠、傳熱膠、散熱膠,降溫膠;是既有粘接作用,又有良好的導熱(散熱)性的一種膠黏劑。目前,提高膠粘劑高導熱性的方法主要是在膠粘劑中加入適量的高導熱填料,如Al、Cu、Ag等金屬粉類填料;Al2O3、MgO等金屬氧化物類填料;SiC、A1N等非金屬導熱填料來實現的。

                    2.導熱膠

                    2.1導熱膠的作用機理

                    聚合物由于分子鏈的無規纏結,分子量多分散性及分子鏈振動對聲子的散射,導致其無法形成熱傳遞所需要的有序晶體結構或載荷子,導熱性能相對金屬材料來講相對較差。因此,要想提高其導熱性能,可以考慮通過添加高導熱金屬或無機填料的方法來實現。通過向基體膠中添加導熱填料的方法可以制得導熱性能比基體材料高得多的復合型導熱膠。
                    膠粘劑的導熱性能與樹脂基體、導熱填料以及加工工藝有關。粉狀、纖維狀、片狀等導熱填料分散于樹脂基體中,當用量較少時,填料雖然能均勻分散在體系中,但彼此間未能形成相互接觸和相互作用。此時,填料對體系的貢獻不大,所得導熱膠的導熱性能不夠理想;只有當填料的添加量達到某一臨界值時,填料間才能真正地形成接觸和相互作用,此時,體系內形成了大量類似網狀或鏈狀結構形態,即導熱網鏈,當導熱網鏈的取向與熱流方向一致時,導熱性能提高很快;體系中在熱流方向上未形成導熱網鏈時,會造成熱流方向上熱阻很大,導熱性能很差。因此,如何在體系內最大程度地在熱流方向上形成導熱網鏈成為獲得高導熱膠粘劑的關鍵所在。

                    2.2導熱膠常見組分

                    導熱膠粘劑按照其電絕緣性可分為絕緣導熱膠粘劑和非絕緣導熱膠粘劑兩大類。
                    導熱膠黏劑一般由基體、固化劑、稀釋劑、催化劑、導熱電絕緣填料以及其他促進劑、增塑劑、防腐劑、增韌劑和觸變劑等添加劑組成。
                    2.2.1基體
                    基體樹脂本身應具有較高的熱導率、良好的力學性能及可加工性,適合大填充量填充。導熱膠所用的基體材料多為環氧類和硅膠類(環氧樹脂及硅橡膠的熱導率均在0.2W/(m·K)左右)。環氧樹脂主要有雙酚A環氧樹脂、酚醛環氧樹脂和脂環族環氧樹脂三大類。在環氧灌封材料中,常選用低分子量的雙酚A環氧樹脂,如:E-44、E-5l、E-39D 等。硅橡膠根據組份的不同,主要分為單組份和雙組份,常用的單組份硅橡膠有 GD-4l4 和 GD-406 等,雙組份硅橡膠分縮合型和加成型,縮合型硅橡膠具有優良的電氣性能、耐水、耐氣候老化性能。
                    2.2.2填料
                    根據填料種類的不同選擇合適的偶聯劑或表面處理劑,以提高樹脂基體和填料的相容性,從而提高基體材料的導熱性能和不顯著降低其力學性能。
                    絕緣導熱膠粘劑是最近幾十年來膠粘劑行業新開發的一種新品種,其具有良好的導熱和絕緣性能,很好的滿足了電子電氣等領域的絕緣導熱封裝及粘接。目前其常用的導熱電絕緣填料主要有A1N、A12O3、MgO、SiN、SiO2等。
                    非絕緣導熱膠粘劑常用填料有銀、銅、錫、鋁粉,以及石墨、碳纖維等。目前,該類型膠粘劑主要用于導熱非絕緣場合的粘接。

                    3.導熱膠參考配方

                    成分

                    投料比

                    成分說明

                    環氧樹脂(TDE-85

                    15~22

                     

                    環氧樹脂(F-44

                    95~105

                     

                    改性苯二甲胺

                    20~24

                     

                    低分子量聚酰胺

                    18~22

                     

                    咪唑改性物

                    0~1

                     

                    以上導熱膠參考配方數據都經過技術修改,僅供參考,關于膠粘劑更多技術可以咨詢我中心技術支持0512-82190860

                        市場常見膠黏劑:
                        單組份環氧膠、低粘單組份環氧膠、透明單組份環氧膠、室溫固化透明膠、電子灌封環氧膠、柔性環氧灌封膠、變壓器灌封膠、環氧蜂窩膠、環氧封邊膠、硬性環氧封裝膠、電纜灌封膠、耐高溫陶瓷膠、耐高溫環氧膠、環氧飾品膠、水晶軟膠、水晶硬膠、弧面膠、透明環氧膠、透明環氧灌封膠、結構環氧膠、導磁膠、耐熱環氧膠、環氧結構密封膠、硅片切割膠、晶圓切割膠、 寶石切割膠、 寶石掏棒膠、硅錠固定膠、點焊膠、應變膠、導電膠、導熱膠、 醫用膠、水中膠、光學膠、發泡膠、邦定膠、貼片膠、阻燃膠、密封膠、灌封膠、堵漏膠、耐磨陶瓷片膠、石油管道密封膠、超高溫修補膠、耐磨修補膠、濕面修補劑、金屬修補劑、雙組份環氧封邊膠
                     
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