Was ist die thermisch leitfähige Silikonpaste?

In den letzten Jahren hat sich die Elektroniktechnologie rasant entwickelt. Die Strukturgröße elektronischer Bauteile hat sich drastisch von der Mikrometer- auf die Nanometerskala verkleinert, während der Integrationsgrad mit einer hohen Rate von 40 % bis 50 % pro Jahr zunimmt. Derzeit sind auf dem Markt gängige Wärmeleitmaterialien in der Elektronikindustrie unter anderem wärmeleitendes Silikon-Gel. Was ist wärmeleitendes Silikon-Gel?

Thermisch leitendes Silikongel ist ein Gelzustand des Wärmeleitvermögens des Materials, das durch die Kombination von Silikongel und wärmeleitenden Füllstoffen entsteht. Es weist eine hohe Wärmeleitfähigkeit und niedrigen Kompressionsverformungsstress auf, ist einfach zu handhaben und ermöglicht kontinuierliche automatisierte Produktion für Anwendungen. Es kann das Problem der geringen Leistungszuverlässigkeit von wärmeleitenden Silikonpasten lösen, die Rolle von wärmeleitenden Dichtungen übernehmen und in einigen Leistungsaspekten besser sein als wärmeleitende Dichtungen.

Die folgenden 7 Anwendungsaspekte von wärmeleitendem Silikon-Gel in der Elektronikindustrie:

• Warum muss Wärme abgeführt werden?
• Aus welchen Bestandteilen besteht wärmeleitendes Silikon-Gel?
• Welche Eigenschaften hat wärmeleitendes Silikon-Gel?
• Wie ist die Ölpermeabilität von Silikon-Gel?
• Wie ist die Haftung des Silikon-Gels?
• Wie wird wärmeleitendes Silikon-Gel aufgetragen?
• Wie kann die Leistung von Silikon-Gel verbessert werden?

1. Warum muss Wärme abgeführt werden?

Der Leistungsverlust im Betrieb elektronischer Geräte wird hauptsächlich in Wärmeenergie umgewandelt, was zu einem Temperaturanstieg der Elektronikgeräte führt und die thermische Belastung erhöht. Dies beeinträchtigt die Zuverlässigkeit und Lebensdauer elektronischer Bauteile erheblich, weshalb diese Restwärmeenergie durch Kühlkörper möglichst schnell abgeführt werden muss. In diesem Wärmeableitungsprozess spielen Wärmeleitmaterialien eine entscheidende Rolle. Wärmeleitmaterialien dienen hauptsächlich dazu, die mikroskopischen Lücken und unebenen Oberflächenporen auszufüllen, die entstehen, wenn das elektronische Bauteil mit dem Kühlkörper in Kontakt kommt, und so den Wärmewiderstand der Wärmeübertragung zu verringern.

Mit dem Aufkommen des 5G-Zeitalters, das durch hohe Frequenzen und hohe Geschwindigkeiten gekennzeichnet ist, und der Reifung der 5G-Technologie werden verschiedene Arten von drahtlosen mobilen Endgeräten wie intelligente Wearables, selbstfahrende Autos, VR/AR usw. verstärkt entwickelt, und die Hardware-Teile und Komponenten werden aufgerüstet, was zu einem erheblichen Anstieg des Stromverbrauchs und einer signifikanten Zunahme der Wärmemenge führt; die Antennen von 5G-drahtlosen mobilen Endgeräten erreichen auch das 5- bis 10-fache der Anzahl von 4G-drahtlosen mobilen Endgeräten. 5G-drahtlose mobile Endgeräte verwenden auch neue Materialien wie Keramik- und Glasgehäuse, die 5G-Signale nicht abschirmen, aber die Wärmeableitungseigenschaften dieser Materialien sind schwächer als die von Metallen, daher sind Materialien mit besserer Wärmeleitfähigkeit erforderlich. Gleichzeitig erfordert der Bau von 5G-Kommunikationsbasisstationen eine große Anzahl von Wärme Schnittstellenmaterialien, um eine schnelle Wärmeableitung zu gewährleisten. Einerseits hat die jüngste Entwicklung der Elektroniktechnologie ein neues Anwendungsfeld für Wärmeschnittstellenmaterialien eröffnet, wodurch die Rolle von Wärmeschnittstellenmaterialien in verschiedenen Arten von Elektronikprodukten immer wichtiger wird und zu einem wichtigen Material im elektronischen Kühlprojekt wird, und die Verwendung wird in Zukunft weiterhin dramatisch zunehmen; andererseits stellen die kontinuierliche Erneuerung und das Aufwerten von Elektronikprodukten neue Leistungsanforderungen und technologische Herausforderungen an die mit der Wärmeschnittstellenmaterialindustrie verbundenen Materialien.

2. Aus welchen Bestandteilen besteht wärmeleitendes Silikon-Gel?

Silikongel ist eine Art flüssiges und festes zusammen genannt “fest-flüssig koexistierende Materialien” Spezieller Silikongummikomponente, der aus Polymerverbindungen besteht, die eine Netzwerkstruktur bilden, mit einzigartigen Eigenschaften. Vor dem Aushärten ist es一般 in A- und B-Zwei-Komponenten-Systeme unterteilt, katalysiert durch Platinmetalverbindungen, wärmeleitende Silikonharzmatrix auf Vinyl- oder Propylenbasis, und Vernetzungsmittelmoleküle auf der Silikonwasserstoffgruppenreaktion. Die gesamte Reaktion vulkanisiert als Additionsreaktion, ohne Nebenprodukte und daher ohne Schrumpfung. Wärmeleitender Silikonkautschuk ist eine lineare Polyorganosiloxan mit einem hohen molaren Massen (一般 über 148.000 g/mol).

XJY-705 Tetramethylcyclotetrasiloxan TMCTS ist ein reaktives Organosilikon, das Silikon-Wasserstoff-Bindungen enthält, das mit ungesättigten Olefinen in einer Additionsreaktion reagieren kann und zur Synthese von bei Raumtemperatur vulkanisiertem Silikonkautschuk verwendet werden kann.

XJY-8206N Methylvinyl-MQ-Silikonharz + Vinylpolydimethylsiloxan ist ein farbloses und transparentes Harz, das Methyl- und Vinylgruppen enthält, besteht aus Vinyl-MQ-Silikonharz und Vinyl-Silikonen, das für LSR-Flüssig-Additions-Silikonkautschuk mit niedrigem Widerstand verwendet werden kann.

XJY-711 Hydrogen Terminated Methylhydrogensiloxane Dimethylsiloxane Copolymer ist eine farblose und transparente Flüssigkeit, die als Vernetzungsmittel für Silikonkautschuk mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit verwendet werden kann.

3. Welche Eigenschaften hat wärmeleitendes Silikon-Gel?

R ist normalerweise Methyl, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern oder zu verstärken, können auch andere Gruppen wie Ethyl, Vinyl, Phenyl und Trifluoraldehydgruppen eingeführt werden, R′ ist Hydroxyl oder Alkyl, n repräsentiert die Anzahl der Verbindungen. Die Hauptkette im Polysiloxanmolekül besteht aus Si-O-Si-Bindungen, und ihre Haupteigenschaften sind:

(1) Physikalische und chemische Eigenschaften sind stabil, grund legend temperaturunabhängig, können im Temperaturbereich von 50 ~ 250 ℃, elektrische Isoliereigenschaften und Widerstandsfähigkeit gegen hohe und niedrige Temperaturen (-50 ~ 250 ℃) sind ausgezeichnet.

(2) Ohne Primer oder Oberflächenbehandlungsmittel kann es物理 an der Oberfläche der meisten gängigen Elektronikgeräte oder anderer Materialien haften, und es gibt keine Nebenprodukte oder Schrumpfung während des Aushärteprozesses.

(3) Das System ist farblos und transparent, daher ist es leicht, die interne Struktur des Eingussmaterials zu beobachten, wenn es als Eingussmaterial verwendet wird. Nach dem Aushärten im halbfesten Zustand haben viele der Klebstoffe gute Haft- und Dichtungseigenschaften sowie ausgezeichnete Beständigkeit gegen Wechsel von Hitze und Kälte.

(4) Die Bearbeitungszeit ist lang, und es gelatinisiert nicht schnell nach dem Mischen der Zwei-Komponenten. Erwärmung fördert das Aushärten, die Aushärtezeit kann durch Anpassung der Aushärtezeit flexibel gesteuert werden. Mit guter Selbstnivellierung ist es bequem, in die feinen Punkte zwischen Mikrokomponenten im Stromkreis zu fließen.

(5) Für verschiedene Anwendungsszenarien kann das Gel flexibel für Härte, Fließverhalten, Aushärtezeit und andere Eigenschaften angepasst werden, und es kann auch zugesetzt werden, um Silikongel mit Flammschutz, elektrischer oder thermischer Leitfähigkeit herzustellen.

(6) Gute Selbstheilungsfähigkeit, durch äußere Kräfte gerissen, mit der Fähigkeit, automatisch zu heilen, und gleichzeitig eine Rolle bei der Wasserabwehr, Feuchtigkeitsabwehr und Rostbildung zu spielen.

4. Wie ist die Ölpermeabilität von Silikon-Gel?

Bei der Vulkanisation von Silikongel im Zustand der fest-flüssigen Koexistenz ist die Vernetzungsdichte niedrig, daher neigt die Produktion von wärmeleitendem Silikongel zu Ölaustrittsproblemen, wodurch die Elektronikgeräte kontaminiert werden und die Zuverlässigkeit ihrer Langzeitarbeit reduziert wird, um die Wärmeleitfähigkeit von Silikonharzen gleichzeitig zu verbessern, müssen wir die Entstehung von Ölaustritt vermeiden. Je höher die Vernetzungsdichte des wärmeleitenden Silikongels, desto geringer die Menge des Ölaustritts. Dies liegt daran, dass die Vernetzungsdichte des Wärmeleitfähigkeitssystems von Silikongel, mehr Silikonmakromoleküle miteinander reagieren und zu einem vollständigen Netzwerkstruktursystem vernetzen, und Beweglichkeit, und unvernetzte Harze praktisch nicht existieren, auch wenn es eine Spur einer vollständigen Netzwerkstruktur im Einheitsvolumen gibt, bilden sich dichte Vernetzungspunkte, und die unvernetzten Harze produzieren bei der Bewegung mit dem Netzwerkstruktursystem einen größeren Reibungskoeffizienten, was die Bewegung der unvernetzten Harze behindert und die Menge des Ölaustritts reduziert.

5. Wie ist die Haftung des Silikon-Gels?

In einigen Anwendungen, wie zwischen der PET-Folie einer Batteriemodul und der Aluminiumlegierung, gibt es bestimmte Anforderungen an die Haftung von wärmeleitenden Silikonkautschuken. Die Haftungsleistung von wärmeleitendem Silikonkautschuk hängt hauptsächlich mit der Viskosität des Gels und der Körperfestigkeit zusammen, die Viskosität des Gels bestimmt die Größe ihrer Haftfestigkeit an der Klebefläche, und die Körperfestigkeit wird durch die erforderliche Kraft bestimmt, wenn das Gel selbst zerstört wird, was normalerweise als Kohäsionskraft des Gels bezeichnet wird. Die Größe der Haftung hängt von der kolloidalen erzeugten ab Durch die Schnittstelle der Adhäsionskraft und der Kohäsionskraft des kleineren Körpers. Wenn die Adhäsionskraft des Kolloids geringer ist als die, die erforderlich ist, wenn die Kohäsionskraft des Kolloids versagt, tritt eine Grenzflächenbeschädigung auf. Die Größe der Adhäsion hängt hauptsächlich von der Adhäsionskraft des Kolloids ab, die Viskosität beeinflusst; wenn die Adhäsionskraft des Kolloids größer ist als die Kohäsionskraft, die erforderlich ist, wenn das Kolloid versagt, tritt eine Kohäsionsbeschädigung auf, und die Größe der Adhäsion hängt hauptsächlich von der Kohäsionskraft des Körpers ab.

6. Wie wird wärmeleitendes Silikon-Gel aufgetragen?

(1) Avionikgeräte

Eine Art Avionik-Schalter-Ausfall bei niedriger Temperatur durch Datenpaketverlust aufgrund der ursprünglichen Verwendung von thermisch leitfähigen Dichtungen für eine zu große lokale Spannung. Im Vergleich zu traditionellen dielektrischen Materialien wie thermisch leitfähiger Silikonschmiermitteln, Klebern und Abstandshaltern hat sich thermisch leitfähiges Silikongel als neues thermisches Grenzflächenmaterial in mehreren gezielten Tests wie Hoch- und Niedrigtemperaturleistungstests, Crasch-Sicherheitstests, kontinuierlichen Vibrationsprüfungen usw. als besser erwiesen und kann für die Herstellung von Avionikprodukten angewendet werden.

(2) 5G-Elektronikgeräte

Die Verwendung des neuen thermisch leitfähigen Silikongelmaterials kann sowohl die Leitfähigkeit für thermische Energie verbessern als auch die Weiterleitung von thermischer Energie realisieren. Im Vergleich zu traditionellen wärmeleitenden Materialien kann die Verwendung neuer thermisch leitfähiger Silikongelmaterialien bei der Anwendung von elektronischen Komponenten die Effizienz der Signalausbreitung effektiv verbessern und die qualitativ hochwertige Anwendung neuer thermisch leitfähiger Silikongelmaterialien fördern.

(3) Leistungsbatterien

Die überwiegende Mehrheit der Energiebatterien verwendet Lithium-Ionen-Batterien, die die Vorteile einer hohen Energiedichte und einer langen Lebensdauer bieten, aber auch erhebliche Sicherheitsrisiken bergen. Bei normaler Fahrt mit Elektrofahrzeugen können die Auswirkungen, die Lithiumbatterien möglicherweise erdulden müssen, kontinuierliche Vibrationen, große Temperaturänderungen, Regeneinwirkung etc. umfassen. Bei Batterieversagen und Verkehrsunfällen (z. B. Kollision, Einfall in einen Fluss) können die Auswirkungen, die die Batterie möglicherweise erdulden muss, Kurzschlüsse, Überlastung, starke mechanische Einwirkungen, Eintauchen in Wasser oder andere Flüssigkeiten, Feuer etc. umfassen. Daher ist in komplexen oder sogar unerwarteten Umgebungen der Auswirkungen, die Lithiumbatterien möglicherweise erdulden müssen, nicht so schwerwiegend wie die anderer Batterien, aber sie können schwerwiegender sein. Daher ist die Aufrechterhaltung des sicheren Betriebs von Lithium-Ionen-Batterien in komplexen oder sogar unerwarteten Umgebungen und der Schutz der Sicherheit von Fahrern und Passagieren in Elektrofahrzeugen das Ziel, das von allen Parteien verfolgt wird. Wenn das thermisch leitfähige und flammhemmende Silikongel verwendet wird, um die Energiebatteriezelle zu umschließen, kann die Sicherheitsleistung der Energiebatteriepackung erheblich verbessert werden, und das thermisch leitfähige Silikongel kann die Rolle der wasserdichten Dichtung, flammhemmenden Dichtung, Wärmeabfuhr, Schockabsorption und Befestigung spielen.

7. Wie kann die Leistung von Silikon-Gel verbessert werden?

Mit dem Aufkommen der hochfrequenten Hochgeschwindigkeits-5G-Ära, der Integration elektronischer Geräte und der Zunahme der Anzahl vernetzter Geräte und Antennen steigt der Stromverbrauch der Geräte weiter an, und die Wärmeerzeugung steigt ebenfalls rasch an. Die neuen thermisch leitfähigen Silikonomaterialien mit guten thermischen Eigenschaften werden unverzichtbare Materialien in strategischen Wachstumsbereichen und finden weite Verwendung in verschiedenen Bereichen. Wie kann die Wettbewerbsfähigkeit Ihrer Produkte verbessert werden?

XJY Silikone ist einer der führenden Silikon MQ-Harz und VMQ-Silikon Hersteller in China mit mehr als 30 Jahren F&E- und Fertigungserfahrung in der Silikonindustrie und mehr als 15 verwandten Patenten und technischer Unterstützung. Unser Silikon-Rohstoffprodukte können die Bedürfnisse der Elektronikbereich und die Bereitstellung vielfältigermaßgeschneiderter Lösungen unterstützen.