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蘇州陽池科技有限公司2025-04-05
導(dǎo)熱界面材料主要由聚合物和導(dǎo)熱填料混合制備而成，主要用于填充微電子材料表面和散熱器之間的間隙，在電子元件和散熱器間建立有效的熱傳導(dǎo)通道，從而確保器件產(chǎn)生的熱量得以有效散發(fā)至外界，使電子設(shè)備在安全溫度范圍內(nèi)工作。
由于有機(jī)硅聚合物具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，同時其物理特性（如粘度，模量等）隨溫度變化不明顯，目前絕大多數(shù)導(dǎo)熱材料基體都是有機(jī)硅體系，然而，隨著應(yīng)用的多元化，有機(jī)硅導(dǎo)熱材料的一個普遍風(fēng)險也日漸突出，其在使用過程中容易在散熱器或者基材表面“分泌”出油脂，輕則導(dǎo)致器件外觀缺陷，重則使周圍元器件受到影響而發(fā)生電氣故障。因此，如何降低滲油率成為了制備導(dǎo)熱界面材料需迎頭解決的一大難題。
在導(dǎo)熱材料中，有機(jī)硅分子鏈段大多都是通過纏結(jié)交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的，但除此之外還存在一些分子鏈很短的小分子無法通過化學(xué)鍵與分子簇形成纏結(jié)交聯(lián)，導(dǎo)致有機(jī)硅膠交聯(lián)程度不足，而這些未交聯(lián)的小分子硅油在高溫下粘度降低，在表面張力梯度的作用下，毛細(xì)流動驅(qū)動其以液體形式從導(dǎo)熱材料的主體中溢出，特別小的分子則會以氣態(tài)的方式從材料中揮發(fā)出來，并在電子元件的表面富集，從而使導(dǎo)熱材料表面產(chǎn)生“滋滋冒油”的現(xiàn)象。從上述滲油機(jī)理可以看出，有機(jī)硅導(dǎo)熱界面材料的滲油現(xiàn)象與其分子鏈段的交聯(lián)程度有關(guān)。目前可從有機(jī)硅改性、填料改性和填料復(fù)配等幾個方面入手改善其滲油現(xiàn)象。
本回答由 蘇州陽池科技有限公司 提供
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1、有機(jī)硅改性 分子鏈段較短的小分子較難與分子簇纏結(jié)交聯(lián)而成為游離態(tài)硅油，通過在基礎(chǔ)油分子結(jié)構(gòu)中引入非極性長支鏈或氟碳長鏈結(jié)構(gòu)，改變基礎(chǔ)油的分子鏈結(jié)構(gòu)，增加聚合物分子鏈纏結(jié)。隨著接枝鏈段含量的增加，制得的改性硅油分子量有所增加，大分子物質(zhì)由于分子間纏繞作用導(dǎo) 致其移動困難，更不易從導(dǎo)熱材料中“溢出”，滲油現(xiàn)象也就因此改善。 2、填料表面改性 由于導(dǎo)熱材料中的硅油在使用過程中會通過緩慢移動脫離粉體，導(dǎo)致硅油滲出，因此可采用硅烷偶聯(lián)劑對導(dǎo)熱填料進(jìn)行表面改性，增強(qiáng)兩者的結(jié)合強(qiáng)度而改善滲油現(xiàn)象。硅烷偶聯(lián)劑是一種同時含有親油基和親水基的表面改性劑，其親水基水解后會與導(dǎo)熱粉體表面的羥基發(fā)生脫水縮合反應(yīng)形成化學(xué)鍵，親油端因?yàn)榕c硅油分子相容性較高，互相纏繞在一起，能夠?qū)崿F(xiàn)填料與有機(jī)硅的緊密結(jié)合，除了可抑制硅油分子向外擴(kuò)散，還可以減弱導(dǎo)熱填料的自團(tuán)聚趨勢，促使導(dǎo)熱填料在聚硅氧烷中分散均勻。 3、填料復(fù)配 隨著填料的填充量的增加，除了會使得單位體積內(nèi)硅油含量減少，還會增大顆粒間的堆積密度，使未交聯(lián)硅油的滲油路徑變長，而難以從致密的填料結(jié)構(gòu)中滲出。要實(shí)現(xiàn)填料的大填充量，可通過不同粒徑、不同形態(tài)的導(dǎo)熱填料復(fù)配實(shí)現(xiàn)。采用不同粒徑的填料復(fù)配，大粒徑填料充當(dāng)骨架，小粒徑填料可以填充在大粒徑填料空隙中，實(shí)現(xiàn)致密堆積。而采用不同形貌的填料復(fù)配，填料間能夠相互嵌套或互鎖，在堆積時也會更為致密。對于相同填料不同添加量而言，影響因素有兩個，其一，隨著填料的添加量 增大，單位體積樹脂含量減少，未交聯(lián)樹脂比例減少導(dǎo)致滲油量減少。
