什么是導(dǎo)熱硅膠片

導(dǎo)熱硅膠片是以硅膠為基材,添加金屬氧化物等各種輔材,通過特殊工藝合成的一種導(dǎo)熱介質(zhì)材料,在行業(yè)內(nèi),又稱為導(dǎo)熱硅膠墊,導(dǎo)熱矽膠片,軟性導(dǎo)熱墊,導(dǎo)熱硅膠墊片等等,是專門為利用縫隙傳遞熱量的設(shè)計(jì)方案生產(chǎn),能夠填充縫隙,完成發(fā)熱部位與散熱部位間的熱傳遞,同時(shí)還起到絕緣、減震,、密封等作用,能夠滿足設(shè)備小型化及超薄化的設(shè)計(jì)要求,是極具工藝性和使用性,且厚度適用范圍廣,一種極佳的導(dǎo)熱填充材料.

導(dǎo)熱硅膠片

導(dǎo)熱硅膠片生產(chǎn)工藝過程,其生產(chǎn)工藝步驟主要有:原材料準(zhǔn)備→塑煉,、混煉→成型硫化→修整裁切→檢驗(yàn)等.下面簡(jiǎn)單介紹導(dǎo)熱硅膠片的生產(chǎn)工藝流程:

1,、原材料準(zhǔn)備

普通有機(jī)硅膠的熱導(dǎo)率通常只有/ 左右.但是在普通硅膠中混合導(dǎo)熱填料可提高其導(dǎo)熱性能.常用的導(dǎo)熱填料有金屬氧化物(如Al2O3、MgO,、BeO 等),、金屬氮化物(如SiN、AlN,、BN 等).填料的熱導(dǎo)率不僅與材料本身有關(guān),而且與導(dǎo)熱填料的粒徑分布、形態(tài),、界面接觸,、分子內(nèi)部的結(jié)合程度等密切相關(guān).一般而言,纖維狀或箔片狀的導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱效果更好.

2、塑煉,、混煉

塑煉,、混煉是硅膠加工的一個(gè)工序,指采用機(jī)械或化學(xué)的方法,降低生膠分子量和粘度以提高其可塑性,并獲適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性,以滿足混煉和成型進(jìn)一步加工的需要.導(dǎo)熱硅膠片制作原料一般是使用機(jī)械高速攪拌進(jìn)行破壞.經(jīng)過配色混煉后由乳白色硅膠變位各種顏色的片料.

3、成型硫化

如果想要做成柔軟有彈性且耐拉的導(dǎo)熱硅膠片需要用的就是要進(jìn)行過二次硫化的有機(jī)硅膠.硫化實(shí)際上也可以叫固化.液態(tài)的導(dǎo)熱硅膠在第一階段加熱成型后,其交聯(lián)密度不夠,要使其進(jìn)一步硫化反應(yīng)才能增加導(dǎo)熱硅膠片的拉升強(qiáng)度,、回彈性,、硬度,、溶脹程度、密度,、熱穩(wěn)定性都比一次硫化有較大的改善.如果不進(jìn)行二次硫化,也許生產(chǎn)的導(dǎo)熱硅膠片在性能上會(huì)受到一定的影響,得不到性能更好的產(chǎn)品.一次硫化后的產(chǎn)品參數(shù)與二次硫化的參數(shù)不盡相同,這與實(shí)際操作過程及步驟也有關(guān).

4,、修整裁切

高溫處理后的導(dǎo)熱硅膠片需要放置一段時(shí)間,讓其自然冷卻后在進(jìn)行不同尺寸規(guī)格的裁切,而不能采用-快速冷卻方式.否則會(huì)直接影響導(dǎo)熱硅膠墊的產(chǎn)品性能.
 

5、成品檢測(cè)

其中成品需要檢測(cè)的主要項(xiàng)目包括:導(dǎo)熱系數(shù),、耐溫范圍,、體積電阻率、耐電壓,、阻燃性,、抗拉強(qiáng)度、硬度,、厚度等.

導(dǎo)熱硅膠片的優(yōu)點(diǎn)

1,、材料較軟,壓縮性能好,導(dǎo)熱絕緣性能好,厚度的可調(diào)范圍比較大,適合填充空腔,兩面具有天然粘性,可操作性和維修性強(qiáng);

2、選用導(dǎo)熱硅膠片的最主要目的是減少熱源表面與散熱器件接觸面之間產(chǎn)生的接觸熱阻,導(dǎo)熱硅膠片可以很好的填充接觸面的間隙;

3,、由于空氣是熱的不良導(dǎo)體,會(huì)嚴(yán)重阻礙熱量在接觸面之間的傳遞,而在發(fā)熱源和散熱器之間加裝導(dǎo)熱硅膠片可以將空氣擠出接觸面;

4,、有了導(dǎo)熱硅膠片的補(bǔ)充,可以使發(fā)熱源和散熱器之間的接觸面更好的充分接觸,真正做到面對(duì)面的接觸.在溫度上的反應(yīng)可以達(dá)到盡量小的溫差;

5、導(dǎo)熱硅膠片的導(dǎo)熱系數(shù)具有可調(diào)控性,導(dǎo)熱穩(wěn)定度也更好;

6,、導(dǎo)熱硅膠片在結(jié)構(gòu)上的工藝工差彌合,降低散熱器和散熱結(jié)構(gòu)件的工藝工差要求;

7,、導(dǎo)熱硅膠片具有絕緣性能(該特點(diǎn)需在制作當(dāng)中添加合適的材料);

8、導(dǎo)熱硅膠片具減震吸音的效果;

9,、導(dǎo)熱硅膠片具有安裝,測(cè)試,可重復(fù)使用的便捷性.

導(dǎo)熱硅膠片的缺點(diǎn)

相對(duì)導(dǎo)熱硅脂,導(dǎo)熱硅膠片有以下缺點(diǎn):

1,、雖然導(dǎo)熱系數(shù)比導(dǎo)熱硅脂高,但是熱阻同樣也比導(dǎo)熱硅膠要高;

2、厚度以下的導(dǎo)熱硅膠片工藝復(fù)雜,熱阻相對(duì)較高;

3,、導(dǎo)熱硅脂耐溫范圍更大,它們分別導(dǎo)熱硅脂-60℃～300℃,導(dǎo)熱硅膠片-50℃～220℃;

4,、價(jià)格:導(dǎo)熱硅脂已普遍使用,價(jià)格較低,導(dǎo)熱硅膠片多應(yīng)用在筆記本電腦等薄小精密的電子產(chǎn)品中,價(jià)格稍高.

導(dǎo)熱硅膠片的應(yīng)用領(lǐng)域

◆LED行業(yè)使用

●導(dǎo)熱硅膠片用于鋁基板與散熱片之間

●導(dǎo)熱硅膠片用于鋁基板與外殼之間

◆ 電源行業(yè)

用與MOS管、變壓器(或電容/PFC電感)與散熱片或外殼之間的導(dǎo)熱

◆ 通訊行業(yè)

●產(chǎn)品在主板IC與散熱片或外殼間的導(dǎo)熱散熱

●機(jī)頂盒DC-DC IC與外殼之間導(dǎo)熱散熱

◆ 汽車電子行業(yè)的應(yīng)用

汽車電子行業(yè)應(yīng)用(如氙氣燈鎮(zhèn)流器,、音響,車載系列產(chǎn)品等)均可用到導(dǎo)熱硅膠片

◆PDP /LED電視的應(yīng)用

功放IC,、圖像-IC與散熱器(外殼)之間的導(dǎo)熱

◆家電行業(yè)

微波爐/空調(diào)(風(fēng)扇電機(jī)功率IC與外殼間)/電磁爐(熱敏電阻與散熱片間)

導(dǎo)熱硅膠片的選型

◆導(dǎo)熱系數(shù)選擇

導(dǎo)熱系數(shù)選擇最主要還是要看熱源功耗大小,以及散熱器或散熱結(jié)構(gòu)的散熱能力大小.一般芯片溫度規(guī)格參數(shù)比較低,或?qū)囟缺容^敏感,或熱流密度比較大(一般大于/cm3 需要做散熱處理,一般表面小于/cm2 時(shí)候都只需要自然對(duì)流處理就可以)這些芯片或熱源都需要進(jìn)行散熱處理,并且盡量選擇導(dǎo)熱系數(shù)高點(diǎn)的導(dǎo)熱硅膠片.

消費(fèi)電子行業(yè)一般不允許芯片結(jié)溫高于85 度,也建議控制芯片表面在高溫測(cè)試時(shí)候小于75 度,整個(gè)板卡的元器件也基本采用的是商業(yè)級(jí)元器件,所以系統(tǒng)內(nèi)部溫度常溫下建議不超過 50度.第一外觀面,或終端客戶受能接觸的面建議溫度在常溫下得低于 45 度.選擇導(dǎo)熱系數(shù)較高的導(dǎo)熱硅膠片可以滿足設(shè)計(jì)要求和保留一些設(shè)計(jì)裕度.

注解:熱流密度:定義為:單位面積(1 平方米)的截面內(nèi)單位時(shí)間(1 秒)通過的熱量.結(jié)溫它通常高于外殼溫度和器件表面溫度.結(jié)溫可以衡量從半導(dǎo)體晶圓到封裝器件外殼間的散熱所需時(shí)間以及熱阻.

◆影響導(dǎo)熱硅膠導(dǎo)熱系數(shù)的因素

1、聚合物基體材料的種類和特性

基體材料的導(dǎo)熱系數(shù)超高,填料在基體的分散性越好及基體與填料結(jié)合程度越好,導(dǎo)熱復(fù)合材料導(dǎo)熱性能越好.          

2,、填料的種類                               

填料的導(dǎo)熱系數(shù)越高,導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能越好.             

3,、填料的形狀                               

一般來說,容易形成導(dǎo)熱通路的次序?yàn)榫ы?nbsp;>纖維狀 > 片狀 > 顆粒狀,填料越容易形成導(dǎo)熱通路,導(dǎo)熱性能越好.  

4、填料的含量                               

填料在高分子的分布情況決定著復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能.當(dāng)填料含量較小時(shí),起到的導(dǎo)熱效果不明顯;當(dāng)填料過多時(shí),復(fù)合材料的力學(xué)性能會(huì)受到較大的影響.而當(dāng)填料含量增至某一值時(shí),填料之間相互作用在體系中形成類似網(wǎng)狀或者鏈狀的導(dǎo)熱網(wǎng)鏈,當(dāng)導(dǎo)熱網(wǎng)鏈的方向與熱流方向一致時(shí),導(dǎo)熱性能最好.因此,導(dǎo)熱填料的量存在著某一臨界值.  

5,、填料與基體材料界面的結(jié)合特性                                

填料與基體的結(jié)合程度越高,導(dǎo)熱性能越好,選用合適的偶聯(lián)劑對(duì)填料進(jìn)行表面處理,導(dǎo)熱系數(shù)可提高10%—20%. 

導(dǎo)熱硅膠片的安裝方法

1,、保持與導(dǎo)熱硅膠片結(jié)束面的干凈,預(yù)防導(dǎo)熱硅膠片黏上污穢,污穢的導(dǎo)熱硅膠片自粘性和密封導(dǎo)熱性會(huì)變差.      

2,、拿去導(dǎo)熱硅膠片時(shí),面積大的導(dǎo)熱硅膠片應(yīng)該從中心部位抓取,面積較小片材抓取不予要求,因?yàn)榇髩K的導(dǎo)熱硅膠片受力不均,會(huì)導(dǎo)致變形,影響后續(xù)操作,甚至損壞硅膠片.      

3、左手拿片材,右手撕去其中一面離型保護(hù)膜.不能同時(shí)撕去兩面保護(hù)膜,減少直接接觸導(dǎo)熱硅膠片的次數(shù)和面積,保持導(dǎo)熱硅膠片自粘性及導(dǎo)熱性不至于受損.      

4,、撕去保護(hù)膜的一面,朝向散熱器,先將導(dǎo)熱硅膠片對(duì)齊散熱器.緩慢放下導(dǎo)熱硅膠片時(shí).要小心避免氣泡的產(chǎn)生.      

5,、操作中如果產(chǎn)生了氣泡,可拉起硅膠片一端重復(fù)上述步驟,或借助工具輕輕抹去氣泡,力量不宜過大,以免導(dǎo)熱硅膠片受到損害.      

6、撕去另一面保護(hù)膜,放入散熱器,撕去最后一面保護(hù)膜力度要小,避免拉傷或拉起導(dǎo)熱硅膠片.      

7,、緊固或用強(qiáng)粘性導(dǎo)熱硅膠片后,對(duì)散熱器施加一定的壓力,并存放一段時(shí)間,保證把導(dǎo)熱硅膠片固定好.

綜上所述,導(dǎo)熱硅膠片散熱效果是非常好的,而在導(dǎo)熱硅膠片的安裝過程中,建議,應(yīng)當(dāng)小心謹(jǐn)慎,不要心浮氣躁,導(dǎo)致起氣泡以及導(dǎo)熱硅膠片受到損害,否則浪費(fèi)了金錢,也耽誤了時(shí)間.