自然冷卻是導熱矽膠退火處理或高溫使用後的關鍵步驟,其核心在於通過控製冷卻速率避免材料內部產生熱應力,從而保持性能穩定。以下是導熱矽膠自然冷卻的詳細操作方法及注意事項:
一、自然冷卻的操作步驟
停止加熱,保持環境封閉
退火處理完成後,立即關閉熱源(如烘箱加熱開關),但保持設備門關閉,避免外界冷空氣直接衝擊導熱矽膠樣品。
若在開放環境中使用導熱矽膠(如電子元件散熱),需將整個裝置移至無風、溫度波動小的區域(如實驗室台麵或恒溫間)。
分階段緩慢降溫(可選)
高溫段:從退火溫度(如200℃)降至100℃時,可保持設備門微開或通過程序控製緩慢降溫(如每小時降50℃),減少熱衝擊。
低溫段:100℃以下可完全打開設備門或移至室溫環境,讓材料自然冷卻至室溫。
注:若退火設備無程序控溫功能,可直接關閉熱源並保持密閉,依賴設備隔熱性能自然降溫。
避免物理幹擾
冷卻過程中嚴禁移動、振動或觸碰導熱矽膠樣品,防止因溫度不均導致變形或內部應力集中。
若導熱矽膠用於粘接電子元件,需確保元件固定良好,避免因冷卻收縮導致接觸不良。
完全冷卻後處理
待導熱矽膠溫度降至室溫(約25℃)後,方可進行後續操作(如測試性能、組裝或包裝)。
可通過紅外測溫儀或接觸式溫度計確認材料表麵溫度均勻且接近室溫。
二、自然冷卻的注意事項
控製冷卻速率
關鍵原則:冷卻速率越慢,熱應力越小。導熱矽膠的冷卻速率建議不超過5℃/分鍾(高溫段)和10℃/分鍾(低溫段)。
風險:快速冷卻可能導致材料收縮不均,引發開裂、翹曲或導熱性能下降。
環境條件要求
溫度:冷卻環境溫度應穩定,避免陽光直射或空調直吹導致局部溫度驟變。
濕度:高濕度環境可能加速導熱矽膠吸濕,影響性能,建議冷卻環境相對濕度低於60%。
通風:若退火過程中產生揮發性物質(如未完全固化的添加劑),需在通風良好的環境中冷卻,但避免強對流。
材料厚度影響
厚截麵導熱矽膠(如散熱墊片)需更長時間冷卻,因其內部熱量傳遞較慢。建議延長低溫段冷卻時間(如從100℃降至室溫需2-4小時)。
技巧:可將厚樣品平鋪放置,增加散熱麵積。
特殊應用場景處理
電子元件粘接:若導熱矽膠用於粘接芯片與散熱器,冷卻過程中需保持元件壓力均勻(如用彈簧夾固定),避免因收縮導致接觸麵分離。
高溫工況後冷卻:若導熱矽膠在長期高溫(如150℃以上)使用後需冷卻,建議先降溫至100℃以下再移至室溫環境,防止材料老化加速。
三、常見問題解決方案
冷卻後導熱矽膠表麵發黏
原因:未完全固化或添加劑殘留。
解決:延長退火時間或提高退火溫度,確保材料充分固化。
冷卻後材料開裂
原因:冷卻速率過快或材料厚度不均。
解決:降低冷卻速率,厚樣品采用分階段降溫。
冷卻後導熱性能下降
原因:內部應力導致填料(如氧化鋁)排列紊亂。
解決:優化退火工藝,增加高溫恒溫時間。

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