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1、http:/www.es-,导热胶基础教程,http:/www.es-,导热技术在电子行业的应用,http:/www.es-,内容,为什么需要导热技术 热传导知识 导热工艺 传统工艺-无粘结剂 导热胶工艺 导热胶的固化和产品选择 客户关心的问题,http:/www.es-,为什么需要导热技术,线路板设计 更小的元器件 更紧密的元器件排布空间 更强功能的元器件 工件的正常运作受温度的限制 高温会导致材料电阻率的升高 降低元器件的工作效率 工作在高温状态会缩短工件的使用寿命,http:/www.es-,热传导知识,热传导的途径 对流传导 接触传导 辐射传导 通过散热片的接触传导使电子元器件有效散热
2、是最通用的导热技术,http:/www.es-,热传导知识,影响热传导的因素: 温度差 接触表面积 导热介质厚度 导热系数,http:/www.es-,热传导知识,导热系数的单位: 公制单位: W/m-oC 或 W/m-oK 英制单位: BTU-in/hr-ft2-oF,http:/www.es-,热传导知识,常见材料的导热系数(W/m-K) 空气 0.024 水 0.556 PVC塑料 0.14 铝 204 银 419,http:/www.es-,传统工艺-无粘结剂,机械紧固 应用导热油脂的机械紧固 应用导热垫片的机械紧固 有粘结性能的导热垫片,http:/www.es-,机械紧固,卡子,螺
3、栓,http:/www.es-,机械紧固,优点 快速 安装简便,局限 有气穴存在 无电气绝缘 有松动的危险 零件需要库存 难以自动化 装配工序繁复,http:/www.es-,导热油脂,与机械紧固相比 增加了导热油脂 其流动特性影响可靠性!,http:/www.es-,导热油脂,优点 消除了气穴的产生,局限 需要机械紧固配合使用 油脂存在污染的危险 油脂受热易流淌 电气绝缘性能差,http:/www.es-,导热垫片,与机械紧固相比,增加了垫片. 因为其规格特定,难以实现自动化,并需要额外库存!,http:/www.es-,导热垫片,导热垫片的组成 硅橡胶 玻璃纤维颗粒 导热填充料 铝 氮化硼
4、 配合使用压敏胶或机械紧固进行安装 导热系数为: 0.9 - 2.0 W/m oK,http:/www.es-,导热垫片,优点 电气绝缘性能好 快速 无移动危险,局限 每个工件的垫片尺寸是独特的 垫片需要库存 紧固力矩要求严格 压力设置或应用误差会导致气穴的产生 难以实现自动化,http:/www.es-,导热胶工艺,http:/www.es-,导热胶工艺,导热胶工艺:用粘结剂粘结发热元件和散热片，既能达到粘结的目的，又能导热，同时还能绝缘。 粘结剂的种类, 导热填料的类型,固化方式可以根据特定的应用进行选择.,http:/www.es-,导热胶工艺,优点 无气穴存在 电气绝缘性能佳 不移动
5、不松动 可进行自动涂胶 减少库存,局限 必须要固化 胶存在有效期的限制 一定的施胶工艺,http:/www.es-,粘结剂固化方式,加速剂固化: 快速达到固化强度, 15mils固化厚度 紫外光固化: 快速定位的需求, 10秒定位(150 mW/cm2 365 nm) 紫外光+加速剂固化: 快速固化 热固化: 固化时间需数小时, 固化充分 加速剂+紫外光+热固化: 快速固化流程 双组份固化: 需要混合,固化时间需数小时,http:/www.es-,加速剂固化,优点 快速固化(一般2-5分钟) 无需混合 有效期长,局限 固化深度 (0.015”) 加速剂溶剂危害 无溶剂型加速剂的涂敷,http:
6、/www.es-,紫外光固化,优点 高速定位(10秒) 易实现自动化,局限 阴影部分难以固化 设备投资 可能使塑料变色或变型,http:/www.es-,热固化,优点 简便 易实现自动化 确保固化充分,局限 相对较长的固化时间(15-30分钟) 温度曲线的控制 粘结剂在固化前可能流淌 固化炉占空间 能耗高 流程控制 高温可能损坏基材,http:/www.es-,双组份固化,优点 有效期长 固化充分,局限 相对较长的固化时间 (15-30分钟) 必须混合 设备维护保养 报废较多 准确的混合比例 有工作时间限制,http:/www.es-,导热胶的类型,丙烯酸酯 (AR) 聚氨酯 (UR) 硅酮胶
7、 (SR) 环氧树脂(ER),可以填充同类的导热填料,绝缘填料 可以形成热固化组份 可以根据单体的不同而具备不同的特性,http:/www.es-,丙烯酸酯粘结剂,丙烯酸酯 / 聚氨酯,c. 玻璃化温度 (Tg), 60C,b. 加速剂/热固化, 易自动涂胶,产品有效期长,OUTPUT,315,383,384,3151,3870,3871,3872,3873,AR,4,4,4,4,4,AR/UR,4,4,4,UV,(fixture),4,4,4,4,Heat Cure,(Accelerate),4,4,4,4,4,4,4,4,Activator Cure,7387,4,4,4,4,http:/
8、www.es-,丙烯酸酯粘结剂,优点 对多种基材粘结力佳 内聚力高 模量范围广 耐碳氢化合物的影响,局限 耐高温极限为300oF 大部分是高模量材料 自由基固化会受到氧气抑制作用,http:/www.es-,丙烯酸酯粘结剂典型应用,BGA与散热片,针状排列与散热片,晶体管与散热片,http:/www.es-,紫外/热固化丙烯酸酯典型应用,高产量应用: 晶体管与散热片粘结,http:/www.es-,环氧树脂粘结剂,3860, 3861, 3862,a. 双组份混合 - 适配期较长,b. 3860, 1 hr 65C 3861, 2 hrs 100C 3862, 2 hrs 100C,c. 剪切
9、强度高, Al - Al (1 ksi),d. 玻璃化温度(Tg)高, 60C,e. 导热系数 1.2 W/m-K,http:/www.es-,环氧树脂粘结剂,优点 对大部分材料粘结强度高 内聚力高 收缩率低 耐热和耐化学性能佳 玻璃化温度(Tg) 高,局限 对塑料材料粘结力不强 大不份很脆 固化时间长 固化工艺麻烦 卤素含量高,http:/www.es-,环氧树脂粘结剂典型应用,http:/www.es-,硅酮胶,5403 and 5404,a. 单组份,b. 热固化, 150C *10分钟,c. 抗热循环性能佳 - 40C 至 150C,d. 玻璃化温度(Tg)低, - 40C,e. 剪切
10、强度低, 100 至 500 psi,http:/www.es-,硅酮胶,优点 玻璃化温度Tg低 (-60oF) 在大范围的温度区间内表现稳定 耐高温性能出色 模量低 多种固化方式 耐极性溶剂能力佳,局限 内聚力低 可能成为污染源头 耐非极性溶剂能力弱,http:/www.es-,硅酮胶典型应用,PCB与散热片的粘结,http:/www.es-,自成垫片型粘结剂,5 mil 玻璃珠在粘结剂内,确保0.005-0.006”的最小间隙. 点胶量和夹具安装的稳定性对获得稳定的粘结厚度非常重要.,http:/www.es-,可维修型粘结剂,内聚力较弱的丙烯酸酯粘结剂可通过加热法清除. 硅酮胶的内聚力弱
11、,适合维修.,http:/www.es-,导热系数,导热系数 W/m-K 110 10C,空气 000.024 水 000.68 PVC, PBT 000.23 镍 058.89 铝 205.96 铜 377.30 银 411.91,常见材料:,http:/www.es-,注意点,热冲击 胶层越厚,耐热冲击性能越佳,但导热效率受影响. 稳定一致的胶层厚度对获得稳定一致的导热性能是非常重要的. 在塑料部件上的硅质脱模剂残留会对非硅酮胶粘结剂产生影响.,http:/www.es-,关心的问题,导热性能 导热系数 0.3 1.6w/mC = 导热油,http:/www.es-,关心的问题,导热性能
12、强度 可维修强度类/拉剪强度 = 6.9MPa 高强度类/拉剪强度 = 17.2MPa,http:/www.es-,关心的问题,导热性能 强度 耐冲击振动能力 耐冲击强度 ft-lb 5,http:/www.es-,关心的问题,导热性能 强度 耐冲击振动能力 绝缘强度-耐电压值 1mm厚胶层，耐电压值27000伏,http:/www.es-,关心的问题,导热性能 强度 耐冲击振动能力 绝缘强度- 耐电压值 维修方法 用热风吹后，强度会下降，再用工具撬除,http:/www.es-,关心的问题,导热性能 强度 耐冲击振动能力 绝缘强度-耐电压值 维修方法 保存和使用寿命 38 C保存，9个月有效期,http:/www.es-,关心的问题,导热性能 强度 耐冲击振动能力 绝缘强度-耐电压值 维修方法 保存和使用寿命 如何使用,http:/www.es-,典型装配,http:/www.es-,典型装配,促进剂固化型丙烯酸树脂 促进剂涂敷在一个表面 胶涂敷在另一表面 两表面装配 23分钟固定 完全固化 4 12 小时 边缘24小时脱黏,http:/w
