关于热界面材料

填充微观间隙,有效降低接触热阻的关键材料。

关于热界面材料

热界面材料

热界面材料的种类繁多,为简化理解,按功能将之概括为导热填隙、导热灌封和导热粘接三类。

产品种类

产品种类

产品对比

产品对比

从概念到成品确认您的导热界面材料需求

导热界面材料有助于电子器件有效快速散热、但并非所有的电子器件都有相同的需求,具体需求由产品使用、生产生命周期、封装设计和工况共同决定。

热性能
  • 不同厚度的热传导中,导热系数和热阻对导热效率的影响不同:
  • 低 小于75um,热阻起决定性作用。
  • 中 75至250um,导热系数和热阻共同影响热传导效率。
  • 高 大于250um,导热系数起决定性作用。

电性能

  • 绝大多数电子设备,都要求热界面材料具有良好的电气绝缘性,重点关注两个指标:击穿电压和体积电阻率。
  • 高速高频电子器件还要关注介电常数和介电损耗,避免电磁干扰。
电性能
力学性能
  • 可交联固化的热界面材料需关注硬度、拉伸强度、扯断延伸率、压缩应力等性能。
  • 脆弱芯片(如BGA芯片)优选硬度低、模量小的材料,避免压坏芯片。

工艺性

  • 导热硅脂产品的施工方式多样:丝网印刷、刮涂、手工滚刷等,对流淌性和触变性的要求不一需重点关注。
  • 导热凝胶属于典型的非牛顿流体,粘度的准确测量和标定比想象中复杂的多。
  • 对于导热凝胶这类产品来说,挤出速率是比粘度更简单有效且直观的表征方法。
工艺性
工况兼容性
  • 有机硅的液相和气相迁移性评价,评价指标包括重量损失、油径、小分子量硅氧烷发量等。
  • 材料兼容性,和芯片、散热器等不发生化学反应,无电化学腐蚀。

长期可靠性

  • 电子元件必须在漫长的产品生命周期内保持稳定,这些应用场景可能涉及苛刻的工况,如极端的高低温和高湿度,选择热界面材料时需全面考虑。
    -双85测试,85℃85湿度*1000H
    -高温老化,150℃*1000H
    -高低温循环,-40~125℃,1000个循环
  • 经过以上测试后,评估材料的基础性能、热性能、电性能等的变化是否在可接受范围内。
长期可靠性

进一步了解热界面材料

接下来从配方角度,阐述热界面材料的配方和配方如何决定材料性能。

配方

热界面材料配方

热界面材料配方

热界面材料由聚合物、导热填料和功能助剂三部分构成。

  • 有机硅材料凭借优异耐高低温性能与良好润湿性,成为热界面材料的主流聚合物选择。
  • 导热填料是决定热界面材料导热性能的关键组份。需特别注意的是,导热填料分为绝缘性和非绝缘性两大类,添加了非绝缘性导热填料的热界面材料需小心匹配应用工况。
  • 功能助剂包括颜料、耐热剂、流变助剂等,进一步提升材料性能。
从界面材料配方角度来看,提升导热系数与降低热阻属于相互制衡的配方设计思路

从界面材料配方角度来看,提升导热系数与降低热阻属于相互制衡的配方设计思路

  • 对于导热硅脂这类低界面厚度产品来说,导热系数无法做到像导热凝胶那么高的导热系数。
  • 以绝缘型的导热硅脂为例,导热系数超过5W/m.K,热阻低于0.1 ℃.cm²/W已经是行业内顶尖产品,但是已经也达到材料极限,很难再提升。
  • 导热凝胶可做到相对高的导热系数,但是热阻也相对较高,且BLT也相对较大。

铂金催化加成固化抑制剂有哪些?

潜在抑制剂,按类别列出

胺类和酰胺:中和胺、乙醇胺、N-甲基乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、正丁胺、二乙胺、三乙胺、四亚甲基二胺、环己胺、三聚氰胺、二甲基甲酰胺。

腈、氰酸盐、肟、硝基、肼、偶氮化合物:丙烯腈、2-丁肟、α-硝基-β-萘酚。

螯合掩蔽剂:EDTA(乙二胺四乙酸)、NTA(次氮基三乙酸)。

硫化物、巯基化合物:二苄基二硫化物、硫代乙酸、乙酰硫脲。

脂肪酸锡盐,如用于锡催化有机硅离型涂料的有机锡盐。

膦:三苯基膦。

亚磷酸酯:亚磷酸三乙酯。

松香、有机砷、杀菌剂、杀虫剂:三苯基胂、三苯基锑。

对氯苯基羰氧基甲基盐。

含胺稳定剂的氯化烃。

醇:乙醇、甲醇。

酯:乙酸乙酯、醋酸乙烯酯。

具有不饱和键的化合物。

非氯化芳香族和脂肪族溶剂:甲苯、二甲苯、己烷、矿物油。

具有前面列出的防粘、抗氧化剂或其他添加剂的聚乙烯。

含有前面列出的化合物的颜料底涂剂。

100%钠盐底涂剂,如海藻酸钠或羧甲基纤维素钠盐;然而,如果这些盐与羟乙基纤维素一起使用,将不会发生抑制。

使用聚乙酸乙烯酯或丙烯酸乳胶作为粘合剂的粘土涂料。

含有碳酸钙的涂料。

由以下组合组成的涂料:天然橡胶乳胶/粘土;乳胶/乙基淀粉;苯乙烯/丙烯酸;聚乙酸乙烯酯;聚乙酸乙烯酯/丙烯酸。

聚乙烯醇;聚乙烯醇/海藻酸盐。

乙基纤维素;羟乙基纤维素/海藻酸盐;羟乙基纤维素/羧甲基纤维素。

粘土/S.B.R. 涂料。