如今,很多电子产品在制作工艺中要求控制热量,需要胶粘剂有较高的热导率,然而,胶粘剂本身的热导率较低,导热性不佳,严重制约了胶粘剂拓展应用范围。
为了适应目前电子产品的制作工艺,用环氧树脂、有机硅聚合物、马来酰亚胺树脂和氯醚橡胶等添加不同种类、不同数量的金属粉或其他导热填料制得的导热胶粘剂应运而生,它不仅可以将热敏性电子元件中的热量转移散发出去,还能减小因热膨胀系数不同产生的内应力。
目前,导热胶粘剂主要用于电子元器件灌封、电器产品集成电路连接等,起到导热和散热的作用,有的还能成为锡一铅焊的替代品。
现阶段导热胶粘剂已有很多类型,如金属粉填充型、氮化物填充型、金属氧化物粉填充型、碳化硅填充型、非金属石墨填充型等等。常用的金属粉有银、铜、镍、铝、镁和铁粉等,用于填充环氧树脂等可制备出导热性良好的胶粘剂。
对于等体积的铜粉和镍粉来说,铜粉填充型环氧胶粘剂的热导率比镍粉填充的高。用作导热胶粘剂的金属氧化物有氧化铝、氧化铍、氧化镁、氧化锌等。其中,氧化铝价值相对便宜,还有增强作用,尤其是纳米级氧化铝,能制出高导热性胶粘剂。氧化铍是很好的导热绝缘填料,但是,它的缺点毒性大与细化难,限制了它的应用。氮化铝(A1N)和氮化硼(BN)具有较高的导热率,以其制备的导热胶粘剂已广泛应用于各种电子元器件的粘接封装。以短切碳纤维加入到氮化铝/环氧树脂体系中,可在氮化铝颗粒间起搭接作用,能够有效地提高体系的热导率。使用偶联剂和分散剂也能使环氧树脂/氮化铝复合体系热导率明显提高。混合氮化物粉填充体系的热导率高于单一氮化物体系,例如氮化铝:氮化硼:氧化铝=1:4:3,以质量分数40%填充酚醛环氧树脂,热导率为0.99W/(m·k),150℃力学性能较好,可用于较高温度的电绝缘场合。碳化硅(SiC)具有较高的热导率,尤其是纳米SiC (合肥开尔纳米技术发展有限责任公司产品)与环氧树脂体系的导热性能和力学性能明显优于微米级SiC/EP体系。碳纳米管热导率高,碳纳米管/环氧树脂体系的热导率比纳米氧化铝/环氧树脂体系高。石墨具有比较高的导热率,已成为无机非金属导热填料的首选。纳米碳纤维、微米级碳纤维以及短切碳纤维的导热性能最优,但因为价格较贵,一般只是将其少量加入颗粒型导热复合体系中,这样既提高了热导率,又有很高的力学性能。
本文出自:昆山导电胶