白云导热凝胶，导热硅脂，导热硅胶，导热材料的应用和知识解析

时间：2023-02-12

随着科技的发展，电器电路模块、电子元器件、大规模集成电路等领域进一步实现了高性能、高可靠性和小型化，工作效率不断提高，各个元器件在工作时产生的热量也急剧增加。因此，将热量迅速传导出去已成为设备安全稳定运行的关键。

导热界面材料(Thermal Interface Materials)，简称TIM，又称热界面材料或界面导热材料，其能够填补两种材料接合或接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞。使用具有高性能的导热界面材料填充满这些间隙，排除其中的空气，在电子元件和散热器间建立有效的热传导通道，可以大幅度降低接触热阻，使散热器的作用得到充分发挥。

图1 TIM导热示意图

**硅聚合物主链是由Si-O-Si键组成, 具有与无机高分子类似的结构, 其键能高达450 kJ/mol，具有优异的热稳定性，广泛应用于导热领域。目前常用的**硅导热界面材料有：导热垫片、导热凝胶、导热硅脂、导热灌封胶、导热泥等。

导热灌封胶

导热灌封胶是以一种双组分的硅胶作为基础原料，添加一定比例的导热填料，固化形成导热灌封胶。导热灌封胶在未固化前为液体状，具有流动性，胶液黏度根据产品的性能、材质、生产工艺的不同而有所区别。导热灌封胶完全固化后才能实现它的使用价值，固化后可以起到防水防潮、导热、密封、防腐蚀、防尘、绝缘、耐温、防震的作用。

图2导热灌封胶示意图
导热垫片
导热垫片是填充发热器件和散热片或金属底座之间的空气间隙，由于其柔性、弹性特征使其能够用于覆盖非常不平整的表面，热量从分离器件或整个PCB传导到金属外壳或扩散板上，从而能提高发热电子组件的效率和使用寿命。导热垫片除具有界面传热的作用外，还可以起到绝缘、减震缓冲、吸收公差等作用。导热垫片是已经固化的弹性材料，可以实现较高的导热率，其在使用过程中不会出现析油粉化的问题。但其经过模切成型，工艺复杂且浪费材料，对结构复杂的界面难以灵活施工，硬度较高所以需要较大的安装压力，对精密的电子元器件可能造成一定的应力损伤。

图3导热垫片示意图

导热硅脂

俗称导热膏、散热膏，是一种以硅油做基础油，以金属氧化物做填料，配多种功能添加剂，经特定工艺加工而成的膏状热界面材料。其具有高导热、低热阻、工作温度范围大、耐候性强等优异的性能。导热硅脂施工方便，润湿性好，热阻低，但导热硅脂是非固化体系，其存在硅油易析出分离的问题，且长期使用会出现变干、粉化等问题，导致热阻急剧上升。

图4导热硅脂示意图

导热凝胶

导热凝胶可分为单组分导热凝胶和双组分导热凝胶，是以导热填料加入硅胶中，经过搅拌、混合和封装制成的凝胶状导热材料。这种材料同时具有导热垫片和导热硅脂的某些优点，较好的弥补了二者的弱点。导热凝胶继承了硅胶材料亲和性、耐候性、耐高低温性、绝缘性好等优点，同时可塑性强，能够满足不平整界面的填充，可以满足各种应用下的传热需求。

图5 导热凝胶示意图

导热泥

导热泥按施工工艺的不同可分为手工型和可挤出型两类，产品一般为泥状，在形态上介于导热膏和导热凝胶之间，类似橡皮泥，呈现为纯塑性，应力较小，可以直接使用或根据需要预制成(手工或模具)不同厚度，不同形状的产品，使用后产品的塑性和柔软性不变化，也不会发生固化，方便进行重贴和返修作业。产品具有贴合性好和压缩率大的特点，可以满足复杂环境下的应用需求。相比于导热硅脂由于发生了交联反应，不会发生油粉分离，相比于导热灌封胶、导热凝胶其塑性更好，但渗油率会比导热灌封胶、导热凝胶高。

图6导热泥示意图(左一为手工型，右一为挤出型)

小结

以上是对主流的**硅类导热界面材料的一个总结介绍，导热垫片、导热凝胶、导热硅脂、导热灌封胶、导热泥各有优劣，选用标准依据使用场景而定。

多年来，广州市白云化工实业有限公司深耕**硅类导热界面材料的研发，为大量客户提供导热解决方案。形成了完整的导热产品矩阵：导热灌封胶有SLF-385等系列产品;导热硅脂形成了SGH-132、SGH-233等系列产品;导热凝胶有SS6228等系列产品;导热泥有SS6211、SS6221、SS6231系列产品，挤出型有SKF323系列产品，产品导热系数覆盖了1w-8w区间。

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