有機(jī)硅小課堂-如何解決導(dǎo)熱界面材料有機(jī)硅遷移問題
來源:百科+搜狐+知乎+改 作者:強(qiáng)力化工 發(fā)布時(shí)間:2024-08-05 10:35 閱讀次數(shù):472

       導(dǎo)熱界面材料(TIM)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、汽車和消費(fèi)電子行業(yè)的電子元件散熱。在導(dǎo)熱材料中,絕大多數(shù)TIM材料都是有機(jī)硅樹脂體系,因?yàn)橛袡C(jī)硅聚合物具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,物理特性隨溫度變化不明顯,例如粘度,模量等,這使得它們特別適合應(yīng)用在運(yùn)行中由于高功率或功率波動(dòng)導(dǎo)致顯著溫度變化的場(chǎng)景中。然而隨著應(yīng)用場(chǎng)景多元化,有機(jī)硅TIM材料的一個(gè)普遍風(fēng)險(xiǎn)也日漸突出,那就是有機(jī)硅油遷移問題,即揮發(fā)和滲油,會(huì)對(duì)電子元件造成一定危害。

      有機(jī)硅油遷移問題,無論是氣態(tài)揮發(fā)還是液態(tài)溢出都非常令人擔(dān)憂,盡管并非總是伴隨著具體問題。在對(duì)其具體應(yīng)用的有效分析的基礎(chǔ)上,我們可以通過有機(jī)硅的配方設(shè)計(jì)來滿足這些特殊的應(yīng)用場(chǎng)景。有機(jī)硅油的遷移通常是由TIM材料的微觀結(jié)構(gòu),電子元件的功率密度,熱吸附以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多種因素決定??梢酝ㄟ^為這類用途設(shè)計(jì)專用材料來解決這類問題。我們將闡述有機(jī)硅油遷移的根本原因,潛在風(fēng)險(xiǎn)和緩解措施。


      TIM材料由聚合物樹脂及高導(dǎo)熱的填料組成,其中樹脂的導(dǎo)熱系數(shù) 約為0.1W/mK,填料的導(dǎo)熱系數(shù)在1-1000W/mK,而TIM材料的導(dǎo)熱系數(shù)在1-15W/mK。TIM材料中的聚合物樹脂體系的分子鏈段結(jié)構(gòu)及不同的交聯(lián)形式為TIM材料提供了不同的物理形態(tài)。聚合物分子鏈段通過纏結(jié)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

      TIM材料中的聚合物除了交聯(lián)的分子簇以外,還有一些沒有通過化學(xué)鍵鏈接在分子簇上的小分子。如果這些小分子的分子鏈足夠短,他們就不會(huì)與分子簇形成纏結(jié),并在特定條件下會(huì)以液體形式從TIM材料的主體中溢出。而特別小的分子會(huì)以氣態(tài)的方式從材料中揮發(fā)出來,并在電子元件的表面富集。

       絕大多數(shù)TIM材料都是采用有機(jī)硅樹脂體系,因?yàn)橛袡C(jī)硅聚合物具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,另外它的物理特性隨溫度變化不明顯,例如粘度,模量等。這使得它們特別適合應(yīng)用在那些在運(yùn)行中由于高功率或功率波動(dòng)導(dǎo)致顯著溫度變化的應(yīng)用場(chǎng)景中。



       目前,導(dǎo)熱硅膠片等導(dǎo)熱材料大都是以硅膠為基體填充導(dǎo)熱粉體制成,其優(yōu)點(diǎn)是成本較低,導(dǎo)熱良好,具有較好的柔軟性,耐200°高溫,其缺點(diǎn)就是長(zhǎng)期高溫下應(yīng)用有硅油析出,硅氧烷揮發(fā)。

有機(jī)硅低分子揮發(fā)和滲油的危害

       01、安防監(jiān)控和攝像設(shè)備 - 揮發(fā)的有機(jī)硅成分會(huì)凝結(jié)在鏡面上,污染鏡頭,影響圖像清晰度;

       02、硬盤(HDD)- 滲出的硅油吸附粉塵,造成損傷讀取磁頭,損傷記錄膜,不能正確讀寫數(shù)據(jù);

       03、未聚合的硅氧烷,滲出的硅氧烷隨著時(shí)間遷移到電路板上,吸附灰塵,可能造成短路;

       04、揮發(fā)的硅氧烷在極端條件下,將會(huì)形成二氧化硅的絕緣層,造成接觸失效。

產(chǎn)品特點(diǎn)

       1、TGP3000SF/TGP8000SF的便利性在多種應(yīng)用場(chǎng)合保證了出色的熱可靠性。

       2、無硅油體系,不存在硅氧烷揮發(fā)(VOC)和出油的問題。

       3、高壓縮比例具有較低的殘余應(yīng)力和優(yōu)異的表面貼合性。

       4、該產(chǎn)品具有天然粘性,不需要額外的膠粘劑即可與熱源和散熱器配合使用。

       5、厚度范圍是0.5mm到5.0mm。





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