熱伝導性シリコーンゲルとは何ですか?

近年、電子技術の急速な発展に伴い、電子デバイスのフィーチャーサイズはミクロンスケールからナノメートルスケールへと劇的に縮小され、集積度は年間40%から50%の高い割合で増加しています。現在、エレクトロニクス業界で一般的に使用されている熱界面材料には、熱伝導性シリコーンゲルなどがあります。熱伝導性シリコーンゲルとは何でしょうか？

熱伝導性シリコーンゲルは、熱伝導性素材がゲル状になった材料であり、シリコーンゲルと熱伝導性充填材を複合化することで形成されます。高い熱伝導率と低い圧縮変形応力を有し、取り扱いが容易で、用途に応じた連続自動生産が可能です。熱伝導グリスの性能信頼性の低さという課題を解決し、熱伝導シートの役割を果たし、一部の性能面では熱伝導シートよりも優れています。.

以下は、エレクトロニクス業界における熱伝導性シリコーンゲルの応用に関する7つの側面です：

• なぜ放熱が必要なのか？
• 熱伝導性シリコーンゲルの組成は？
• 熱伝導性シリコーンゲルの特徴は？
• シリコーンゲルの油分透過性は？
• シリコーンゲルの接着性は？
• 熱伝導性シリコーンゲルの塗布方法は？
• シリコンゲルの性能を向上させる方法は？

1. なぜ放熱が必要なのか？

電子デバイスの動作における電力損失は主に熱エネルギーに変換され、電子機器の温度上昇と熱応力の増加を引き起こし、電子デバイスの信頼性と寿命に深刻な影響を与えるため、この残留熱エネルギーをできるだけ早く放散するためのヒートシンクが必要です。この放熱プロセスにおいて、熱界面材料は重要な役割を果たします。熱伝導性材料は主に、電子デバイスとヒートシンクが接触する際に生じる微小な隙間や表面の凹凸を埋め、熱伝達の熱抵抗を低減するために使用されます。.

高周波・高速を特徴とする5G時代の到来と5G技術の成熟に伴い、スマートウェアラブル、自動運転車、VR/ARなどの様々なタイプの無線モバイル端末が精力的に開発され、ハードウェア部品のアップグレードが進んでいます。これにより消費電力が大幅に増加し、発生する熱量も著しく増大しています。5G無線モバイル端末のアンテナ数も4Gの5〜10倍に達しています。また、5G無線モバイル端末では、5G信号を遮蔽しないセラミックやガラスシェルなどの新素材も使用されていますが、これらの素材の放熱性能は金属よりも弱いため、より優れた熱伝導性を持つ材料が必要です。同時に、5G通信基地局の建設にも大量の熱伝導材料が必要です。 熱伝導材料は迅速な放熱を果たします。したがって、一方では、電子技術の最新の発展により熱伝導材料の新たな応用分野が開かれ、様々な電子製品における熱伝導材料の役割はますます重要になり、電子放熱プロジェクトにおける重要な材料となり、将来の使用は劇的に増加し続けるでしょう。他方では、電子製品の継続的な更新とアップグレードは、産業チェーンに関連する熱伝導材料に対して全く新しい性能要件と技術的課題を提起しています。.

2. 熱伝導性シリコーンゲルの組成は？

シリコーンゲルは液体と固体が一緒になったもので、 “固液共存材料” 特殊シリコーンゴムは、ポリマー化合物がネットワーク構造を構成し、独自の特性を持ちます。硬化前は一般にA、Bの二液に分かれ、白金金属化合物で触媒され、熱伝導性シリコーンの樹脂マトリックスはビニル基またはプロピレン基を持ち、架橋剤分子はシリコーン水素基と反応します。全体の反応は付加反応として加硫され、副生成物を生じず、したがって収縮もありません。熱伝導性シリコーンゴムは直鎖状のポリオルガノシロキサンで、高分子量（一般に148,000 g/mol以上）です。.

XJY-705 テトラメチルシクロテトラシロキサン TMCTS ケイ素水素結合を含む反応性有機ケイ素であり、不飽和オレフィンと付加反応し、室温加硫シリコーンゴムの合成に使用できます。.

XJY-8206N メチルビニルMQシリコーン樹脂＋ビニルポリジメチルシロキサン メチル基とビニル基を含む無色透明の液体樹脂であり、ビニルMQシリコーンレジンとビニルシリコーンオイルから構成され、低熱抵抗のLSR液状付加成形シリコーンゴムに使用できます。.

XJY-711 Hydrogen Terminated Methylhydrogensiloxane Dimethylsiloxane Copolymer 無色透明の液体で、優れた熱伝導性を持つシリコーンゴムの架橋剤として使用できます。.

3. 熱伝導性シリコーンゲルの特徴は？

Rは通常メチル基ですが、特定の特性を改善または強化するために、エチル基、ビニル基、フェニル基、トリフルオロアルデヒド基などの他の基を導入することもできます。R′ 水酸基またはアルキル基であり、nは結合数を表します。ポリシロキサン分子の主鎖はSi-O-Si結合から構成され、その主な特性は以下の通りです。

(1) 物理的・化学的性質は安定しており、基本的に温度に依存せず、50～250℃の温度範囲で使用できます。 ℃, 、電気絶縁性と耐高温・耐低温性（-50～250℃） ℃）に優れています。.

(2) プライマーや表面処理剤なしで、ほとんどの一般的な電子機器や他の材料の表面に物理的に接着でき、硬化プロセス中に副生成物や収縮がありません。.

(3) システムは無色透明であるため、ポッティング材料として使用する際にポッティング部品の内部構造を容易に観察できます。半硬化状態で硬化した後、多くの接着物は良好な接着性とシール性能を持ち、耐熱冷交番性に優れています。.

(4) 可使時間は長く、二液混合後すぐにゲル化しません。加熱により硬化が促進され、硬化温度を調整することで硬化時間を柔軟に制御できます。良好な自己平坦性を持ち、回路内の微小部品間の細かい箇所に流れ込むのに便利です。.

(5) 異なる適用シナリオに対して、ゲルの硬度、流動性、硬化時間などの特性を柔軟に調整でき、難燃性、導電性、または熱伝導性を持つシリコーンゲルを調製するために添加することもできます。.

(6) 優れた自己修復能力を持ち、外力で割れても自動的に修復する能力があり、同時に防水、防湿、防錆の役割を果たします。.

4. シリコーンゲルの油分透過性は？

シリコーンゲルの加硫が固液共存状態にある場合、架橋密度が低いため、熱伝導性シリコーンゲルの製造ではオイル滲みの問題が発生しやすく、それによって電子機器を汚染し、長時間の動作の信頼性を低下させます。シリコーンレジンの熱伝導率を向上させると同時に、オイル滲みの発生を避ける必要があります。熱伝導性シリコーンゲルの架橋密度が大きいほど、オイル滲み量は少なくなります。これは、熱伝導性シリコーンゲル系の架橋密度が高いため、より多くのシリコーン高分子が互いに反応して完全な網目構造系と流動性を形成し、未架橋樹脂は基本的に存在せず、たとえ微量存在しても、単位体積内に緻密な架橋点を形成する完全な網目構造系により、未架橋樹脂の運動と網目構造との間で大きな摩擦係数が生じ、未架橋樹脂の流動が妨げられるため、オイル滲み量が減少します。.

5. シリコーンゲルの接着性は？

一部の用途、例えばバッテリーモジュールのPETフィルムとアルミニウム合金の間では、熱伝導性シリコーンゲルの接着性に一定の要件があります。熱伝導性シリコーンゲルの接着性能は主にゲルの粘度と本体強度に関係しており、ゲルの粘度は接合界面での接着強度の大きさを決定し、本体強度はゲル自体が破壊される際に必要な力によって決まり、これは通常ゲルの凝集力と呼ばれます。接着の大きさはコロイドが生成する 界面での接着力と本体の凝集力のうち小さい方によって決まります。コロイドの接着力がコロイド自体の破壊時に必要な凝集力よりも小さい場合、界面破壊が発生し、接着の大きさは主にコロイドの接着力（すなわち粘着力）に依存します。コロイドの接着力がコロイド自体の破壊時に必要な凝集力よりも大きい場合、凝集破壊が発生し、接着の大きさは主に本体の凝集力に依存します。.

6. 熱伝導性シリコーンゲルの塗布方法は？

(1)航空電子機器

ある種のアビオニクススイッチの低温データパケット損失故障は、元の設計で使用された熱伝導性ガスケットによる局所的な応力が大きすぎることに起因します。熱伝導性シリコングリース、熱伝導性接着剤、熱伝導性スペーサーなどの従来の誘電体材料と比較して、新しいタイプの熱界面材料である熱伝導性シリコーンゲルは、高温・低温性能試験、衝突安全試験、連続振動試験などのいくつかの対象試験でより良い試験結果を得ており、アビオニクス製品の生産に適用できます。.

(2) 5G電子機器

新しい熱伝導性シリコーンゲル材料の使用は、熱エネルギーの伝導効果を高めると同時に、熱エネルギーの伝導を実現することができます。従来の熱伝導材料と比較して、電子部品の応用における新しい熱伝導性シリコーンゲル材料の使用は、信号伝播の効率を効果的に向上させ、新しい熱伝導性シリコーンゲル材料の高品質な応用を促進することができます。.

(3) パワーバッテリー

パワーバッテリーの大部分はリチウムイオンバッテリーを使用しており、これらは高エネルギー密度と長い使用寿命という利点がありますが、大きな安全上の危険もあります。電気自動車の通常走行中にリチウムバッテリーが受ける可能性のある衝撃には、連続振動、大きな温度変化、雨水浸漬などがあります。バッテリーの故障や交通事故（例：衝突、川への転落）の場合、バッテリーが受ける可能性のある衝撃には、局部短絡、過負荷、強力な機械的衝撃、水またはその他の液体への浸漬、火災などがあります。したがって、複雑な または予期しない環境においても、リチウムバッテリーが受ける可能性のある衝撃は他のバッテリーほど深刻ではありませんが、より深刻になる可能性があります。したがって、複雑なあるいは予期しない環境下でのリチウムイオンバッテリーの安全な動作を維持し、電気自動車のドライバーと乗客の安全を保護することは、すべての関係者が追求する目標です。熱伝導性および難燃性のシリコーンゲルをパワーバッテリーセルの封止に使用すると、パワーバッテリーパックの安全性を大幅に向上させることができ、熱伝導性シリコーンゲルは防水シール、難燃シール、放熱、および衝撃吸収と固定の役割を果たすことができます。.

7. シリコーンゲルの性能を向上させるには？

高周波・高速5G時代の到来、電子デバイスの統合、ネットワーク接続デバイスとアンテナ数の増加に伴い、機器の消費電力は増加し続け、発熱も急速に増加しています。優れた熱特性を持つ新しい熱伝導性シリコーン材料は、戦略的新興分野で不可欠な材料となり、様々な分野で広く使用されることは間違いありません。どのようにして製品の競争力を向上させるか？

XJYシリコーン をリードしている。 シリコーンMQ樹脂 そして VMQシリコーン 中国のメーカーで、シリコン業界における30年以上の研究開発・製造経験を持ち、関連特許15件以上および技術サポートを有しています。当社は シリコーン原料製品 のニーズに応えることができる。 電子分野 および多様な提供をサポート化されたカスタマイズソリューション。.