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。
任何需要部件之间良好传热的应用,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。
导热胶
焊接是将元件连接到 PCB 上的一种快速、简单的方法。而且现在可以使用无铅焊料,而且非常便宜且非常安全。然而,某些零部件不适合焊接,因为它们可能没有穿过 PCB 上孔的“腿”,或者需要某种电阻来保护它们并防止短路。当焊接不可行时,导热粘合剂是连接 SMD 的理想替代方案。它们还取代了机械装配,从而节省了成本和流程,并有助于减轻部件重量并防止振动松动和嘎嘎声。
组件、PCB 和变压器线圈通常使用灌封胶“灌封”在塑料外壳(或“罐”)内,以帮助将热量从电子部件中散发出来,保护部件免受冲击、振动和环境条件的影响,并用于安全原因。
导热胶的种类
适用于这些应用的流行粘合剂产品包括 1 份和 2 份有机硅、2 份环氧树脂和聚氨酯(通常用于灌封)。有时,如果组件对固化粘合剂所需的高温不敏感,则可以使用单份环氧粘合剂。或者,可以使用不需要高温固化的特殊室温固化单组分环氧树脂。然而,这些材料的购买成本非常昂贵,并且需要在零度以下的温度下进行特殊的储存、运输和处理。最近的其他发展包括结构丙烯酸粘合剂,它将快速固化速度与强度性能和高传热速率结合在一起。”
导热粘合剂:特性和优点
平均而言,标准填充环氧粘合剂可实现 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较低(遗憾的是,许多灌封应用需要低粘度粘合剂来填充组件周围的所有间隙) )。然而,专门开发的导热环氧树脂的导热系数在 1.5 至 3 W/mK 之间。可以用特殊填料(包括陶瓷、金属或纳米填料)配制环氧树脂,以提供这种水平的热性能。事实上,环氧粘合剂甚至可以与银粉混合以提供导热性和导电性!产品可配制为阻燃型,并符合电子行业经常要求的 UL94-V0 等标准。
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。这些包括;
- 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)
- 耐化学物质、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
在选择导热粘合剂之前,请考虑许多因素。这不仅仅是选择导电性最好的粘合剂的问题;
- 您将哪些基材粘合在一起?尺寸、尺寸和接缝设计是怎样的?
- 您正在寻找什么力量表现?
- 您需要粘合剂多快固化?
- 它将如何融入您的生产线?您的工艺中可以接受哪种固化机制?
- 有差距吗?
- 什么是胶层厚度?(薄胶层有助于部件之间的热传递。但是,如果不同材料之间存在不同的热膨胀和收缩,则可能会对部件施加很大的应力。因此,需要使用增韧的粘合剂和受控的胶层厚度建议使用 0.25μm)
- 如果你要进行盆栽,“盆”有多大,被盆栽的部分有多复杂?我们需要考虑粘合剂在零件周围的流动情况。此外,如果应用涉及大量灌封胶,我们必须考虑使用较慢固化的产品,以防止其在固化过程中变得太热(放热)。
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