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电子导热绝缘材料填料应用特点介绍

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电子导热绝缘材料填料应用特点介绍

发布日期:2019-10-28 作者: 点击:

常用的导热填料有氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等;其中,市场使用占有率大多是以微米级氧化铝、硅微粉(结晶二氧化硅)等为主,纳米氧化铝,氮化物则做为高导热领域的填充粉体;而氧化锌大多做为导热膏(导热硅脂)填料用。常见导热填料的导热系数及应用对比见下表。

与其他填料相比,Al2O3的导热率不高,但也基本能满足“导热界面材料、导热工程塑料以及铝基覆铜板等领域填充剂”的应用,且价格较低,来源较广,填充量较大,是高导热绝缘聚合物的经济适用型填料。在实际应用中,Al2O3粉体填料通常单独使用或与其他填料例如AIN、BN等混合使用。球形氧化铝产品示例见下图。

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备注:焰熔射法是一种重要的粉体球化技术,采用焰熔射法制备的氧化铝球化率高,流动性好,α-Al2O3相含量高。


球形氧化铝填料在导热绝缘材料中的应用举例

1. 热界面材料:导热硅胶片、导热硅脂、导热灌封胶、导热双面胶等。


为了确保电子器件的正常运作,就需要使其产生的热量及时散出去,保持温度在适当的范围内。因此,需要确保产热电子器件与散热装置之间高效的热传递。两个元件的接触面凹凸不平会。导致其之间存在空气层,使接触热阻增大,最终导致热积累的产生。


为了减小两者之间的热阻,需要引进热界面材料来填充固体接触面之间的空气间隙。用于热界面材料的聚合物,如环氧树脂、硅脂等,具有很低的导热系数(0.1-0.3K(w/m.k))无法满足快速传热的要求。通常的方法是在聚合物基体中加入导热性填料来实现高效的热传导。鉴于球形氧化铝的经济适用性,使得其被广泛应用于导热硅胶、硅脂等热界面材料。


2. 导热工程塑料:LED灯罩、开关外壳、电子产品壳体、电器产品散热部件等;


备注:LED灯是散热大户,其灯罩需要拥有优秀的散热能力以保证LED灯正常工作。


3. 导热铝基覆铜板:大功率LED电路基板、电源电路板等;


铝基覆铜板是由铜箔、绝缘粘接层和铝基板组成的,其中铜和铝的导热性都非常良好,但铝基覆铜板的导热性却不能全取决于铜和铝,而是直接取决于绝缘粘接层导热性的好坏,因此研发制备高导热绝缘介质层便成为了铝基覆铜板的核心技术。


备注:导热绝缘层起到金属铝基板与线路板之间的绝缘与粘合作用,因树脂类的导热能力较差,所以直接限制了铝基线路板的热传递性能。为了实现树脂的导热,通常会在树脂类材料中添加导热填料来赋予绝缘层合适的导热率。球形氧化铝填料价格适中,导热率适宜,可适用于大功率LED电路基板、电源电路板等领域。

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