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?1.背景

隨著大規(guī)模集成電路和微封裝技術(shù)的發(fā)展，電子元器件和電子設(shè)備向小型化和微型化方向發(fā)展，電路中元器件的組裝密度越來越高，使得有限的體積內(nèi)產(chǎn)生了較多的熱量，散熱成為一個(gè)突出的問題。如果熱量不能及時(shí)散除，將導(dǎo)致元器件工作溫度升高，影響其正常工作，嚴(yán)重時(shí)還會使電子元器件失效。傳統(tǒng)的散熱材料如金屬、陶瓷等，具有比重大、難加工、電絕緣性差、難于加工成型、無法適應(yīng)不同形狀導(dǎo)熱界面的缺點(diǎn)，限制了其在特定領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，對于用作封裝和熱界面材料的導(dǎo)熱粘合劑尤其是導(dǎo)熱絕緣粘合劑的要求越來越高。禾川化工專注于導(dǎo)熱膠配方技術(shù)研究，為水處理企業(yè)縮短自主研發(fā)周期，提供配方優(yōu)化的技術(shù)指導(dǎo)。

導(dǎo)熱膠又名有機(jī)硅導(dǎo)熱膠，導(dǎo)熱硅膠、散熱硅膠、傳熱膠、散熱膠,降溫膠；是既有粘接作用，又有良好的導(dǎo)熱（散熱）性的一種膠黏劑。目前，提高膠粘劑高導(dǎo)熱性的方法主要是在膠粘劑中加入適量的高導(dǎo)熱填料，如Al、Cu、Ag等金屬粉類填料；Al2O3、MgO等金屬氧化物類填料；SiC、A1N等非金屬導(dǎo)熱填料來實(shí)現(xiàn)的。

2.導(dǎo)熱膠

2.1導(dǎo)熱膠的作用機(jī)理

聚合物由于分子鏈的無規(guī)纏結(jié)，分子量多分散性及分子鏈振動對聲子的散射，導(dǎo)致其無法形成熱傳遞所需要的有序晶體結(jié)構(gòu)或載荷子，導(dǎo)熱性能相對金屬材料來講相對較差。因此，要想提高其導(dǎo)熱性能，可以考慮通過添加高導(dǎo)熱金屬或無機(jī)填料的方法來實(shí)現(xiàn)。通過向基體膠中添加導(dǎo)熱填料的方法可以制得導(dǎo)熱性能比基體材料高得多的復(fù)合型導(dǎo)熱膠。

膠粘劑的導(dǎo)熱性能與樹脂基體、導(dǎo)熱填料以及加工工藝有關(guān)。粉狀、纖維狀、片狀等導(dǎo)熱填料分散于樹脂基體中，當(dāng)用量較少時(shí)，填料雖然能均勻分散在體系中，但彼此間未能形成相互接觸和相互作用。此時(shí)，填料對體系的貢獻(xiàn)不大，所得導(dǎo)熱膠的導(dǎo)熱性能不夠理想；只有當(dāng)填料的添加量達(dá)到某一臨界值時(shí)，填料間才能真正地形成接觸和相互作用，此時(shí)，體系內(nèi)形成了大量類似網(wǎng)狀或鏈狀結(jié)構(gòu)形態(tài)，即導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，當(dāng)導(dǎo)熱網(wǎng)鏈的取向與熱流方向一致時(shí)，導(dǎo)熱性能提高很快；體系中在熱流方向上未形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈時(shí)，會造成熱流方向上熱阻很大，導(dǎo)熱性能很差。因此，如何在體系內(nèi)最大程度地在熱流方向上形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈成為獲得高導(dǎo)熱膠粘劑的關(guān)鍵所在。

2.2導(dǎo)熱膠常見組分

導(dǎo)熱膠粘劑按照其電絕緣性可分為絕緣導(dǎo)熱膠粘劑和非絕緣導(dǎo)熱膠粘劑兩大類。

導(dǎo)熱膠黏劑一般由基體、固化劑、稀釋劑、催化劑、導(dǎo)熱電絕緣填料以及其他促進(jìn)劑、增塑劑、防腐劑、增韌劑和觸變劑等添加劑組成。

2.2.1基體

基體樹脂本身應(yīng)具有較高的熱導(dǎo)率、良好的力學(xué)性能及可加工性，適合大填充量填充。導(dǎo)熱膠所用的基體材料多為環(huán)氧類和硅膠類(環(huán)氧樹脂及硅橡膠的熱導(dǎo)率均在0.2W/(m·K)左右)。環(huán)氧樹脂主要有雙酚A環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂三大類。在環(huán)氧灌封材料中，常選用低分子量的雙酚A環(huán)氧樹脂，如:E-44、E-5l、E-39D?等。硅橡膠根據(jù)組份的不同，主要分為單組份和雙組份，常用的單組份硅橡膠有?GD-4l4?和?GD-406?等，雙組份硅橡膠分縮合型和加成型，縮合型硅橡膠具有優(yōu)良的電氣性能、耐水、耐氣候老化性能。

2.2.2填料

根據(jù)填料種類的不同選擇合適的偶聯(lián)劑或表面處理劑，以提高樹脂基體和填料的相容性，從而提高基體材料的導(dǎo)熱性能和不顯著降低其力學(xué)性能。

絕緣導(dǎo)熱膠粘劑是最近幾十年來膠粘劑行業(yè)新開發(fā)的一種新品種，其具有良好的導(dǎo)熱和絕緣性能，很好的滿足了電子電氣等領(lǐng)域的絕緣導(dǎo)熱封裝及粘接。目前其常用的導(dǎo)熱電絕緣填料主要有A1N、A12O3、MgO、SiN、SiO2等。

非絕緣導(dǎo)熱膠粘劑常用填料有銀、銅、錫、鋁粉，以及石墨、碳纖維等。目前，該類型膠粘劑主要用于導(dǎo)熱非絕緣場合的粘接。