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強勢降臨--高導熱電子灌封材料

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2018-1-25     瀏覽次數:    

強勢降臨--高導熱電子灌封材料


  導熱材料已經廣泛應用于國民經濟和國防工業的各個領域。傳統的導熱材料很多為金屬如 Au、Ag、Cu、Al、Mg 等,金屬氧化物如 Al203、Mg O、Be O、Zn O、Ni O 等,金屬氮化物如 Al N、Si3N4、BN 等以及其它非金屬材料如石墨、炭黑等。

  隨著工業生產和科學技術的飛速發展,對導熱材料方向的要求也更高、更新了。在集成技術方面,電子元件、邏輯電路的體積已隨著組裝密度的迅速提高成百上千倍地縮小,電子儀器及設備則是更趨向超薄、輕、短、小的方向發展。由此造成半導體工作熱環境已處于高溫條件,尤其是在高頻工作的環境,此時,電子元器件產生的熱量會迅速增加并積累,為了使電子元器件在使用環境溫度下正常工作,有效的散熱能力成為影響其使用壽命的關鍵性因素,需使用具備高導熱性能、高穩定性的優異導熱材料來替代該場合下使用的普通材料,迅速、及時、有效地將發熱元件積聚的熱量傳遞給散熱設備,保障電子設備的正常運行。除導熱性外,希望材料具有優良的綜合性能如輕質、易加工成型、力學性能好、耐化學腐蝕等。如廢水處理和化工生產中使用的熱交換器材料,不僅需要有較高導熱能力,還需要耐高溫和優異的耐化學腐蝕性。如果導熱材料在電絕緣場合下被使用,電絕緣性也必不可少。如微電子、電器領域中廣泛使用的高散熱界面材料及封裝材料,電子信息、電磁屏蔽領域廣泛應用的集成電路、集成塊、熱管、功率管、覆銅基板等元器件的絕緣導熱急需要高導熱絕緣膠粘劑的使用。

  傳統導熱材料因為自身的性能局限己無法滿足電絕緣場合的導熱使用要求,如金屬材料電絕緣性差、耐化學腐蝕性差;無機陶瓷材料絕緣性好,但抗沖擊性差、而且加工成型成本高;石墨導熱優良,但力學性能和絕緣性差。故迫切需要研究和開發新型導熱材料以滿足工業發展的要求。

  灌封就是按規定要求把構成電器件的各個組成部分合理布置、組裝、鍵合、連接與環境隔離和保護等操作的工藝,從而使得電子器件能夠防止水分、塵埃及有害氣體的侵入,同時減緩震動,防止外力的損傷和穩定元件內部參數的作用。例如,在戶外使用的電路板需要對其進行灌封處理,以便防止濕氣、鹽霧、凝露對電路的腐蝕;為了提高性能在海上工作電子設備中的變壓器都要求灌封處理;在機載、航天領域,某些電路板需要進行局部加固或整體封裝;為了避免某些電纜插座焊點出現腐蝕或折斷的現象,也需要對其進行封裝,等等。隨著當今電子領域中灌封器件高性能化和高密度封裝技術的迅速發展,對灌封材料也提出了更高的要求。

  灌封材料的分類

  材料組成復雜,品種繁多,性狀各異,用途廣泛,因此有多種分類方法,灌封材料大體分類方法見表 1-2。

  有機硅聚合物

  a.可長期耐高溫,絕緣性好,穩定性好;

  b.硫化前為液體,便于灌注,使用方便;

  c.灌封時不放出低分子,無應力收縮,可深層硫化,無任何腐蝕;

  d.價格適中,顏色可調節。

  有機硅樹脂灌封膠包括室溫硫化硅橡膠、雙組份加成形硅橡膠灌封膠、雙組份縮合型硅橡膠灌封膠。室溫硫化硅橡膠或有機硅凝膠用于電子電氣元件的灌封,可以起到密封、減震、除塵、防潮、防腐蝕作用,并提高使用性能和穩定參數。而且由于其在硫化前是液體,方便灌注及使用。應用有機硅凝膠進行灌封時,不放出低分子,無應力收縮,可深層硫化,無任何腐蝕,透明硅膠在硫化后成透明彈性體,對膠層里所封裝的元器件清晰可見,可以用針刺到里面逐個測量元件參數,便于檢測與返修。也有不透明的灰色或者黑色的,使用范圍不同顏色不同。室溫硫化的泡沫硅橡膠用于電子計算機內存儲器磁芯板,經沖擊、震動、冷熱交變等多項測試符合要求。加成型室溫硫化硅橡膠的基礎上制得的耐燃灌封膠,用于電視機高壓帽及高壓電纜包皮等制品的模制效果良好。對于不需要進行密閉封裝或者不便進行浸漬和灌封保護時,可采用單組分室溫硫化硅橡膠,作為表面涂覆保護材料使用。一般電子元器件的表面保護涂覆均用室溫硫化硅橡膠,用加成型有機硅凝膠進行內涂覆。



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