導熱矽膠片在受熱時,其物理性能、化學穩定性、機械性能及長期可靠性均會受到不同程度的影響,具體表現及應對策略如下:
一、物理性能變化
熱膨脹與尺寸穩定性
現象:導熱矽膠片受熱後會發生熱膨脹,導致尺寸加大。若與接觸部件(如散熱器、芯片)的熱膨脹係數不匹配,可能產生應力集中,引發界麵分離或材料開裂。
影響:界麵分離會降低熱傳導效率,導致設備局部過熱;材料開裂則可能汙染內部環境,甚至引發短路等安全隱患。
應對:選擇熱膨脹係數與接觸部件相近的導熱矽膠片,或通過結構設計預留膨脹空間。
硬度與彈性變化
現象:高溫下,導熱矽膠片的硬度可能降低(變軟),彈性模量下降,導致壓縮回彈性減弱。
影響:長期受熱後,矽膠片可能因過度壓縮而無法恢複原狀,形成長久性變形,影響接觸壓力和熱傳導效果。
應對:選用耐高溫、高回彈性的矽膠片材料,或定期檢查並更換已變形的矽膠片。
密度與孔隙率變化
現象:高溫可能加速矽膠片內部揮發性成分(如增塑劑、小分子矽氧烷)的釋放,導致材料密度降低、孔隙率增加。
影響:孔隙率增加會降低材料導熱性能,同時可能釋放有害氣體,汙染設備內部環境。
應對:選擇低揮發、高填充率的矽膠片,或在使用前進行預老化處理以釋放揮發性成分。
二、化學穩定性變化
氧化與老化
現象:高溫環境下,矽膠片中的有機矽成分可能與氧氣發生氧化反應,生成矽氧烷低聚物或矽酸鹽,導致材料變硬、脆化。
影響:老化後的矽膠片易開裂、脫落,失去導熱和絕緣功能,縮短設備使用壽命。
應對:選用添加抗氧化劑的矽膠片,或采用阻隔氧氣包裝(如真空封裝)延長儲存期。
化學腐蝕
現象:若矽膠片接觸酸性、堿性或腐蝕性氣體(如氯氣、硫化氫),高溫會加速化學反應,導致材料分解或性能劣化。
影響:腐蝕性物質可能滲透矽膠片,汙染設備內部電路,引發故障。
應對:根據使用環境選擇耐化學腐蝕的矽膠片,或增加防護塗層(如氟碳塗層)。
三、機械性能變化
拉伸強度與撕裂強度下降
現象:高溫下,矽膠片的分子鏈可能發生斷裂或交聯度降低,導致拉伸強度和撕裂強度下降。
影響:機械性能下降的矽膠片易在安裝或使用過程中破損,影響密封和導熱效果。
應對:選用高強度、耐高溫的矽膠片材料,或優化結構設計以減少機械應力。
粘附性變化
現象:高溫可能使矽膠片表麵的粘附劑(如壓敏膠)軟化或分解,導致粘附力下降。
影響:粘附性不足的矽膠片易脫落,失去固定和導熱作用。
應對:選用耐高溫粘附劑,或通過表麵處理(如等離子清洗)增強粘附性。
四、長期可靠性影響
導熱性能衰減
現象:長期受熱後,矽膠片內部的導熱填料(如氧化鋁、氮化硼)可能因熱應力或化學腐蝕而脫落或團聚,導致導熱路徑中斷。
影響:導熱性能衰減會引發設備熱失控,縮短電子元件壽命。
應對:定期檢測矽膠片的導熱係數,及時更換性能下降的材料。
電氣絕緣性能下降
現象:高溫可能使矽膠片的體積電阻率降低,表麵電阻率下降,甚至產生漏電流。
影響:絕緣性能下降可能引發短路或電擊風險,危及設備安全。
應對:選用高絕緣等級的矽膠片,或增加絕緣層厚度。

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