導(dǎo)熱硅橡膠材料在電子電器行業(yè)中的應(yīng)用
隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對材料不斷提出新的要求。在電子電器領(lǐng)域,由于集成技術(shù)和組裝技術(shù)的迅速發(fā)展,電子元件、邏輯電路向輕、薄、小的方向發(fā)展,發(fā)熱量也隨之增加,從而需要高導(dǎo)熱的絕緣材料,有效的去除電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量,這關(guān)系到產(chǎn)品的使用壽命和質(zhì)量的可靠性。
傳統(tǒng)的解決電子設(shè)備散熱的方法,是在發(fā)熱體與散熱體之間墊一層絕緣的介質(zhì)作為導(dǎo)熱材料,如云母、聚四氟乙烯及氧化鈹陶瓷等等,這種方法有一定的效果,但存在導(dǎo)熱性能差,機(jī)械性能低、價格高等缺點[1]。目前,解決電子設(shè)備散熱有些是通過各種形式的散熱器來解決,但大多數(shù)必須通過導(dǎo)熱材料來解決,導(dǎo)熱硅橡膠材料是導(dǎo)熱材料中最重要的一員。本文主要是介紹了導(dǎo)熱硅橡膠材料的種類,并提出了一些需導(dǎo)熱產(chǎn)品的應(yīng)用解決方案。
1、導(dǎo)熱硅橡膠材料導(dǎo)熱的機(jī)理
導(dǎo)熱硅橡膠材料是一種典型的高分子復(fù)合材料,其導(dǎo)熱性能主要是由導(dǎo)熱填料的種類和導(dǎo)熱填料在硅橡膠基體中的分布情況決定的。金屬填料(如Al、Ag等)具有較高的導(dǎo)熱系數(shù),但是大多數(shù)是導(dǎo)熱也導(dǎo)電的;無機(jī)非金屬材料(如AlN、SiC等)導(dǎo)熱系數(shù)也較高,但價格相當(dāng)昂貴;目前主要用金屬氧化物(如Al2O3、ZnO等)作為導(dǎo)熱填料,如表1是一些導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱系數(shù)。各種填充材料的導(dǎo)熱機(jī)理均不同,金屬材料主要是靠電子運動進(jìn)行導(dǎo)熱,金屬導(dǎo)熱率隨溫度的升高而降低,非金屬的熱擴(kuò)散速度主要取決于鄰近原子的震動及結(jié)合基團(tuán),在強(qiáng)共價鍵合的材料中,在有序的晶體晶格中導(dǎo)熱是比較有效率的[2]。所以在采用非金屬材料作為導(dǎo)熱填料時,如何提高體系中的導(dǎo)熱“堆砌度”是提高導(dǎo)熱系數(shù)的主要手段。
2.1導(dǎo)熱硅膏和導(dǎo)熱墊片