服务热线:18121160382

胶黏百科

胶水百科_胶黏剂百科_胶粘剂常见问题
拜高科普哪类灌封胶导热性能好?
当前位置:首页> 新闻 /胶黏百科

拜高科普哪类灌封胶导热性能好?

2025.02.05 11:28:33   Clicks

灌封胶(Encapsulant)是一种用于保护电子元件、光电器件、机械部件等的重要材料,其主要功能是提供防护、提升稳定性和延长产品使用寿命。随着电子器件功能的不断增强,发热量不断增大,对灌封胶的导热性能提出了更高的要求。导热性能好的灌封胶能够有效地带走热量,避免元件因过热导致性能下降或损坏。本文拜高将探讨不同类型的灌封胶及其导热性能,帮助您更好地了解如何选择合适的灌封胶。


一、灌封胶的基本概念与应用


灌封胶是一种将电子组件或光电设备封装起来的材料,能够有效地将外界的机械冲击、环境湿气、氧气等有害物质隔绝,同时也起到电气绝缘、热传导、抗震防尘等作用。灌封胶通常以环氧树脂、硅胶、聚氨酯、丙烯酸树脂等为基础,经过改性和添加特定的导热填料,最终形成具有特定性能的胶体。

灌封胶被广泛应用于电力设备、LED照明、太阳能电池、电子电路、汽车电子、医疗器械等领域。特别是在高功率电器元件、汽车电池管理系统(BMS)、LED光源等发热量较大的场合,对灌封胶的导热性能要求极为严格。


二、灌封胶的导热性能


导热性能是指材料传递热能的能力,通常用热导率(W/m·K)来衡量。灌封胶的导热性能直接影响其在高功率应用中的散热能力,进而影响设备的长期稳定性和安全性。选择合适的灌封胶,能够有效地提高热管理效率,防止元件因过热而导致的故障。


灌封胶的导热性能受以下几个因素的影响:


▶基体材料的性质:不同基体材料(如环氧树脂、硅胶等)本身的热导率不同,通常环氧树脂的导热性较差,而硅胶的导热性能相对较好。

▶导热填料的类型和含量:导热填料是提高灌封胶导热性能的关键因素。常见的导热填料包括金属氧化物(如铝氧化物、氮化铝)、金属粉末(如铜粉、铝粉)、石墨、碳纳米管等。导热填料的种类、粒度、形态及其在基体中的分散性,都会直接影响灌封胶的导热性能。

▶胶体的厚度:灌封胶层的厚度也会影响其导热性能,较厚的胶层通常散热效果较差,因为热量的传递需要经过更长的距离。


三、常见的灌封胶类型与导热性能分析


1、环氧树脂灌封胶


环氧树脂灌封胶



环氧树脂是最常见的灌封胶基体材料之一,因其固化后具有良好的机械强度、耐腐蚀性和绝缘性,在很多领域得到广泛应用。然而,环氧树脂的导热性相对较差,一般为0.2~0.4 W/m·K。

为提高环氧树脂的导热性,通常需要加入导热填料,如氮化铝、铝氧化物等。经过改性后的环氧树脂导热灌封胶的热导率可以达到1~3 W/m·K,部分高端产品甚至可以达到5 W/m·K。

优点:

强度高、硬度大,适合承受较大的机械冲击和振动。

确保电气绝缘性能良好,广泛用于电子元器件封装。

成本相对较低。

缺点:

×原生环氧树脂导热性能差,需要大量添加填料才能提高导热性。

×硬化后脆性较大,可能对某些柔性电路造成应力。


2、硅胶灌封胶


有机硅灌封胶


硅胶灌封胶是一种常见的柔性材料,具有优异的耐高温性能和良好的导热性能,热导率通常在0.5~2 W/m·K之间。硅胶本身具有一定的弹性,能够在受到冲击时有效地吸收能量,广泛应用于LED照明、汽车电子和电池管理系统中。

优点:

耐高温、耐湿性强,适合应用于极端环境。

良好的柔性,能够承受较大的机械变形。

导热性能比环氧树脂好,适用于高功率电子元件的封装。

缺点:

×成本较高,尤其是高导热硅胶。

×硅胶的机械强度较低,不适合承受大力冲击。


3、聚氨酯灌封胶


聚氨酯灌封胶


聚氨酯灌封胶具有较好的弹性和耐腐蚀性能,但其导热性能较低,通常在0.2~0.5 W/m·K之间。为了提高聚氨酯的导热性能,通常需要加入导热填料,类似于环氧树脂的处理方式。

优点

优异的弹性和抗冲击能力。

良好的耐老化性、耐腐蚀性。

适合应用于复杂形状和需要抗冲击的场合。

缺点:

×导热性能较差,适用于低功率、低热负载的设备。

×成本较高,尤其是在需要高导热性的情况下。


4、丙烯酸灌封胶


丙烯酸灌封胶通常具备较高的透明度,适用于光电器件的封装。其导热性能通常介于0.3~1.5 W/m·K之间,属于中等水平的导热性能材料。由于其硬度和耐温性能较强,也常用于一些电子元件的封装。

优点:

优异的光学透明性,适合用于光电设备。

较高的硬度和耐温性。

快速固化,适合大规模生产。

缺点:

×导热性能中等,无法满足高热负荷的需求。

×与其他基体相比,可能存在较高的脆性。


四、选择导热性能好的灌封胶的策略


选择合适的导热灌封胶时,除了要关注其导热性能外,还应综合考虑以下几个因素:


散热需求:根据电子元件或设备的功率和热负载,选择具有足够导热性能的材料。如果设备发热量大,需选择热导率较高的材料。

环境要求:不同环境下,灌封胶的温度范围、耐湿性、耐腐蚀性等性能至关重要。例如,汽车电子和户外设备需要选择耐高温、抗紫外线的灌封胶。

力学性能:根据设备的使用环境,选择合适的机械强度和柔性。对于振动较大的环境,柔性较好的硅胶和聚氨酯基灌封胶较为合适。

成本控制:对于一些要求较低热负载的应用,可以选择较为经济的环氧树脂灌封胶;而对于高端、高性能产品,则需要选择高导热的填料和基体材料。