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强势降临--高导热电子灌封材料

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2018-1-25     浏览次数:    

强势降临--高导热电子灌封材料


  导热材料已经广泛应用于国民经济和国防工业的各个领域。传统的导热材料很多为金属如 Au、Ag、Cu、Al、Mg 等,金属氧化物如 Al203、Mg O、Be O、Zn O、Ni O 等,金属氮化物如 Al N、Si3N4、BN 等以及其它非金属材料如石墨、炭黑等。

  随着工业生产和科学技术的飞速发展,对导热材料方向的要求也更高、更新了。在集成技术方面,电子元件、逻辑电路的体积已随着组装密度的迅速提高成百上千倍地缩小,电子仪器及设备则是更趋向超薄、轻、短、小的方向发展。由此造成半导体工作热环境已处于高温条件,尤其是在高频工作的环境,此时,电子元器件产生的热量会迅速增加并积累,为了使电子元器件在使用环境温度下正常工作,有效的散热能力成为影响其使用寿命的关键性因素,需使用具备高导热性能、高稳定性的优异导热材料来替代该场合下使用的普通材料,迅速、及时、有效地将发热元件积聚的热量传递给散热设备,保障电子设备的正常运行。除导热性外,希望材料具有优良的综合性能如轻质、易加工成型、力学性能好、耐化学腐蚀等。如废水处理和化工生产中使用的热交换器材料,不仅需要有较高导热能力,还需要耐高温和优异的耐化学腐蚀性。如果导热材料在电绝缘场合下被使用,电绝缘性也必不可少。如微电子、电器领域中广泛使用的高散热界面材料及封装材料,电子信息、电磁屏蔽领域广泛应用的集成电路、集成块、热管、功率管、覆铜基板等元器件的绝缘导热急需要高导热绝缘胶粘剂的使用。

  传统导热材料因为自身的性能局限己无法满足电绝缘场合的导热使用要求,如金属材料电绝缘性差、耐化学腐蚀性差;无机陶瓷材料绝缘性好,但抗冲击性差、而且加工成型成本高;石墨导热优良,但力学性能和绝缘性差。故迫切需要研究和开发新型导热材料以满足工业发展的要求。

  灌封就是按规定要求把构成电器件的各个组成部分合理布置、组装、键合、连接与环境隔离和保护等操作的工艺,从而使得电子器件能够防止水分、尘埃及有害气体的侵入,同时减缓震动,防止外力的损伤和稳定元件内部参数的作用。例如,在户外使用的电路板需要对其进行灌封处理,以便防止湿气、盐雾、凝露对电路的腐蚀;为了提高性能在海上工作电子设备中的变压器都要求灌封处理;在机载、航天领域,某些电路板需要进行局部加固或整体封装;为了避免某些电缆插座焊点出现腐蚀或折断的现象,也需要对其进行封装,等等。随着当今电子领域中灌封器件高性能化和高密度封装技术的迅速发展,对灌封材料也提出了更高的要求。

  灌封材料的分类

  材料组成复杂,品种繁多,性状各异,用途广泛,因此有多种分类方法,灌封材料大体分类方法见表 1-2。

  有机硅聚合物

  a.可长期耐高温,绝缘性好,稳定性好;

  b.硫化前为液体,便于灌注,使用方便;

  c.灌封时不放出低分子,无应力收缩,可深层硫化,无任何腐蚀;

  d.价格适中,颜色可调节。

  有机硅树脂灌封胶包括室温硫化硅橡胶、双组份加成形硅橡胶灌封胶、双组份缩合型硅橡胶灌封胶。室温硫化硅橡胶或有机硅凝胶用于电子电气元件的灌封,可以起到密封、减震、除尘、防潮、防腐蚀作用,并提高使用性能和稳定参数。而且由于其在硫化前是液体,方便灌注及使用。应用有机硅凝胶进行灌封时,不放出低分子,无应力收缩,可深层硫化,无任何腐蚀,透明硅胶在硫化后成透明弹性体,对胶层里所封装的元器件清晰可见,可以用针刺到里面逐个测量元件参数,便于检测与返修。也有不透明的灰色或者黑色的,使用范围不同颜色不同。室温硫化的泡沫硅橡胶用于电子计算机内存储器磁芯板,经冲击、震动、冷热交变等多项测试符合要求。加成型室温硫化硅橡胶的基础上制得的耐燃灌封胶,用于电视机高压帽及高压电缆包皮等制品的模制效果良好。对于不需要进行密闭封装或者不便进行浸渍和灌封保护时,可采用单组分室温硫化硅橡胶,作为表面涂覆保护材料使用。一般电子元器件的表面保护涂覆均用室温硫化硅橡胶,用加成型有机硅凝胶进行内涂覆。



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