导热粘合剂在电子行业中有广泛的用途。主要应用包括将 SMD(表面贴装器件)粘合到 PCB(印刷电路板)、粘合用于散发电路板或其他组件热量的散热器、灌封和封装零件(包括 PCB、变压器和线圈)。此外,还有电动机、电池、照明和 LED 传热管理方面的应用,部件之间良好传热,例如加热和冷却单元(热交换器)以及工具或机械部件,也都使用导热粘合剂。
导热粘合剂的种类
导热粘接胶主要用于高性能芯片、大功率晶体管、热敏电阻、温度传感器,以及电源等大功率电器模块与散热器(铜、铝)之间的缝隙填充粘接,优点在于可以除掉传统的用卡片和螺钉的连接方式,同时带来更可靠的填充散热性、更简单的工艺、更经济的成本。不同的导热粘合剂种类具有不同的化学成分和特性。
有机硅导热胶: 有机硅导热胶以硅氧烷为基础,具有优异的导热性能和耐高温性能。它们在电子组件的散热管理中广泛应用,如SMD粘合、LED散热等。
环氧树脂导热胶: 环氧树脂导热胶常通过在树脂中添加导热填料(如金属、陶瓷、纳米颗粒等)来提高导热性能。它们适用于多种应用,包括PCB与散热器的连接、灌封电子组件等。
聚氨酯导热胶: 聚氨酯导热胶具有良好的导热性能和柔韧性,适用于一些需要具备弹性和导热性的场合,如振动环境较大的电子设备。
单组分环氧树脂导热胶: 这种导热胶具有方便的使用特性,无需混合多种组分,适用于一些简单的导热连接场景。然而,其导热性能可能相对较低。
丙烯酸结构胶: 结构丙烯酸导热胶结合了快速固化速度和较高的导热性能,适用于一些需要迅速完成连接并要求导热性能的场合。
硅橡胶导热胶: 硅橡胶导热胶具有柔软性和导热性能,并且在高温环境中表现优异。它们常用于需要耐高温和导热性能的应用中。
导热粘合剂:特性和优点
普通的环氧粘合剂可实现 0.4 至 0.55 W/mK 之间的导热率测量值,而未填充环氧粘合剂的导热系数则更低。然而,拜高高材导热粘合剂专门开发的导热环氧树脂的导热系数可以达到0.6-2.0W/m.K,高导热率的可以达到4.0以上,并符合电子行业经常要求的 UL94-V0 等标准。
• 0.8W/m.K,单组份中性脱醇 • 吸湿固化,半流体状态 • 有机硅导热粘接胶 | • 1.5W/m.K,单组份中性脱醇 • 吸湿固化,膏体状态 • 机硅导热粘接胶 | • 2.0W/m.K,单组份中性脱醇 • 吸湿固化,膏体状态 • 有机硅导热粘接胶 |
BESIL 9550 • 2.5W/m.K,单组份中性脱醇 • 吸湿固化,膏体状态 • 有机硅导热粘接胶 | BESIL 9325 • 2.5W/m.K,单组份 • 高触变,加热固化 • 有机硅导热粘接胶 | BEPU 5103 • 0.3W/m.K,双组份聚氨酯体系 • 1:1比列 • 30分钟快速固化 |
除了良好的导热性外,对于电子应用和一般粘合还有其他好处:
高强度性能——对多种基材具有良好的附着力
耐极低和极高温度——能够应对不同基材材料之间的膨胀和收缩差异(粘合剂通常需要一定程度的增韧)
耐化学品、水和湿气
低释气可最大限度地降低敏感电路损坏的风险
非腐蚀性配方
抗热冲击、冲击和振动
能够承受回流焊工艺
符合 RoHS 和 REACH
粘合剂注意事项
在选择导热粘合剂时,需要考虑多个因素,如基材类型、尺寸、尺寸设计、力学性能要求、固化速度、生产线整合等。胶层的厚度也是一个重要的考虑因素,薄胶层有助于提高部件之间的热传递效率,但需要注意不同材料之间的热膨胀和收缩差异,选择增韧的粘合剂以及控制胶层厚度。对于灌封应用,需要考虑粘合剂在零件周围的流动情况,选择适合的固化速度,以避免在固化过程中产生过多的热量。