發(fā)布時(shí)間: 2025-08-27 點(diǎn)擊次數(shù): 21次
導(dǎo)熱灌封膠是一種雙組分的硅酮膠作為基礎(chǔ)原料,添加一定比例的抗熱阻燃的添加劑形成的有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠。它可以通過室溫固化或加熱固化,并且具有溫度越高固化越快的特性。其導(dǎo)熱性能優(yōu)良,導(dǎo)熱系數(shù)在1.0~3.0 W/m·K之間,可以有效地幫助發(fā)熱電子元件擴(kuò)散熱量,避免溫度過高引發(fā)的不良影響。同時(shí),它還能承受260度以下的環(huán)境溫度,具有良好的耐高溫性能。此外,導(dǎo)熱灌封膠固化后會(huì)形成密封保護(hù)層,防止水、灰塵等細(xì)小顆粒物的滲入,保障設(shè)備在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。
導(dǎo)熱灌封膠其核心功能是通過填充間隙實(shí)現(xiàn)高效熱傳導(dǎo),同時(shí)提供防護(hù)(如防潮、防塵、抗震)。
一、優(yōu)異的導(dǎo)熱性能
高導(dǎo)熱系數(shù)
范圍:導(dǎo)熱系數(shù)通常在0.5~10 W/(m·K)之間,高d產(chǎn)品可達(dá)20 W/(m·K)以上(如液態(tài)金屬基灌封膠)。
作用:快速將發(fā)熱元件(如CPU、IGBT)的熱量傳導(dǎo)至散熱器或外殼,降低熱阻,防止局部過熱導(dǎo)致的性能下降或損壞。
對(duì)比:普通空氣的熱導(dǎo)率僅0.026 W/(m·K),導(dǎo)熱灌封膠可顯著提升熱傳導(dǎo)效率。
低熱阻設(shè)計(jì)
通過優(yōu)化填料(如氧化鋁、氮化硼、碳化硅)的粒徑分布和表面處理,減少膠體與接觸面之間的微小空隙,進(jìn)一步降低熱阻。
應(yīng)用場景:高功率密度電子設(shè)備(如新能源汽車電池包、5G基站)中,低熱阻是保障長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
二、良好的電氣絕緣性能
高體積電阻率
體積電阻率通常≥1×10¹²Ω·cm,可有效隔離帶電部件,防止短路或漏電。
應(yīng)用場景:電源模塊、變壓器、電容器等需要電氣隔離的場合。
耐電壓性能
擊穿電壓可達(dá)10~30 kV/mm,滿足高壓設(shè)備(如逆變器、充電樁)的絕緣要求。
優(yōu)勢(shì):相比傳統(tǒng)絕緣材料(如硅膠片),灌封膠可填充復(fù)雜結(jié)構(gòu)間隙,提供更可靠的絕緣防護(hù)。
三、環(huán)境適應(yīng)性
防潮防塵
固化后形成致密保護(hù)層,阻隔水汽、灰塵和腐蝕性氣體(如鹽霧、硫化氫)的侵入,延長設(shè)備使用壽命。
應(yīng)用場景:戶外LED顯示屏、海洋探測設(shè)備等惡劣環(huán)境。
抗震抗沖擊
膠體具有一定彈性(如硅橡膠基灌封膠),可吸收機(jī)械振動(dòng)和沖擊,保護(hù)脆性元件(如陶瓷電容、玻璃封裝二極管)。
對(duì)比:剛性灌封膠(如環(huán)氧樹脂)抗震性較弱,但耐高溫性能更優(yōu)。
耐溫范圍廣
低溫性能:部分硅橡膠基灌封膠可耐受-60℃低溫,適用于極地或航天領(lǐng)域。
高溫性能:環(huán)氧樹脂基灌封膠可長期工作于150℃~200℃,短期耐溫甚至達(dá)300℃(如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元)。
四、工藝靈活性
多種固化方式
室溫固化:無需加熱,適合小批量生產(chǎn)或現(xiàn)場施工(如LED燈具維修)。
加熱固化:通過升溫縮短固化時(shí)間(如從24小時(shí)縮短至2小時(shí)),提高生產(chǎn)效率。
UV固化:適用于薄層灌封或光透射區(qū)域(如光學(xué)傳感器封裝),固化速度可達(dá)秒級(jí)。
雙組分混合固化:通過調(diào)整A/B組分比例控制固化速度和硬度,適應(yīng)不同工藝需求。
流動(dòng)性可調(diào)
自流平型:低粘度膠體可自動(dòng)填充細(xì)微縫隙(如芯片底部),無需額外壓力。
觸變型:高粘度膠體在靜止時(shí)保持形狀,防止流掛(如垂直表面灌封),施工后通過振動(dòng)或加壓實(shí)現(xiàn)填充。
可修復(fù)性
部分灌封膠(如硅橡膠)支持局部加熱軟化后拆卸,便于元件維修或更換;而環(huán)氧樹脂灌封膠通常為永9性固化,需破壞性拆除。
五、材料多樣性
有機(jī)硅基灌封膠
特點(diǎn):耐高低溫、彈性好、憎水性強(qiáng),但導(dǎo)熱系數(shù)較低(通常<3 W/(m·K))。
應(yīng)用:戶外電子設(shè)備、新能源汽車電池包。
環(huán)氧樹脂基灌封膠
特點(diǎn):硬度高、耐化學(xué)腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)中等(1~5 W/(m·K)),但脆性較大。
應(yīng)用:電源模塊、工業(yè)控制器。
聚氨酯基灌封膠
特點(diǎn):柔韌性好、耐磨損、成本低,但耐高溫性能較弱(長期工作溫度<120℃)。
應(yīng)用:消費(fèi)電子、家用電器。
丙烯酸基灌封膠
特點(diǎn):固化速度快、透明度高、耐候性好,但導(dǎo)熱性能一般。
應(yīng)用:光學(xué)器件、顯示屏封裝。
六、環(huán)保與安全性
低VOC排放
現(xiàn)代灌封膠多采用無溶劑配方,揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量極低,符合RoHS、REACH等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
優(yōu)勢(shì):減少施工過程中的空氣污染,保障操作人員健康。
阻燃性能
可通過添加阻燃劑(如氫氧化鋁、磷系阻燃劑)實(shí)現(xiàn)UL94 V-0級(jí)阻燃,滿足消防安全要求。
應(yīng)用場景:數(shù)據(jù)中心、軌道交通等對(duì)防火要求嚴(yán)格的領(lǐng)域。
無毒或低毒
食品級(jí)灌封膠(如有機(jī)硅)符合FDA標(biāo)準(zhǔn),可用于醫(yī)療設(shè)備或食品加工設(shè)備;工業(yè)級(jí)產(chǎn)品也需通過皮膚刺激性、急性毒性等測試。
七、經(jīng)濟(jì)性
成本效益
相比金屬散熱片或熱管,導(dǎo)熱灌封膠成本更低,且可簡化散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如減少散熱片面積)。
案例:在LED燈具中,使用導(dǎo)熱灌封膠可降低散熱成本30%以上。
長期穩(wěn)定性
優(yōu)質(zhì)灌封膠壽命可達(dá)10年以上,減少維護(hù)和更換頻率,降低全生命周期成本。
八、局限性
導(dǎo)熱系數(shù)上限
即使高d產(chǎn)品,導(dǎo)熱系數(shù)也難以超過20 W/(m·K),遠(yuǎn)低于金屬材料(如銅401 W/(m·K)),需通過優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)彌補(bǔ)。
固化收縮應(yīng)力
環(huán)氧樹脂灌封膠固化時(shí)可能產(chǎn)生收縮應(yīng)力,導(dǎo)致元件位移或焊點(diǎn)脫落,需通過添加填料或彈性體緩解。
返修難度
永9性固化灌封膠(如環(huán)氧樹脂)返修需破壞性拆除,可能損壞元件或基板。