含硅还是不含硅？

在电子应用中，含硅化学品被广泛用于各种配方，包括包封剂、密封剂、填料、灌封和导热材料等。硅所具备的诸多优异特性，使其成为电子产品的理想化学平台。包括：

› 抗机械冲击、电击和振动的稳定性

› 应对极端环境条件的能力

› 高伸长率带来的柔韧性

› 极高的温度耐受性，在-65°C 至 200°C 以上的温度范围内保持耐用性

› 高耐用性

› 耐化学品、油和水

› 低毒性、高纯度和良好的电气性能

从汽车到航空航天，再到消费品和工业环境，电子设备面临着严峻的挑战，这使得硅的独特属性非常理想。

随着这些应用变得越来越强大、功能越来越多、越来越复杂，它们的可靠性能和寿命也在很大程度上取决于它们的散热能力。

由于其热稳定性，硅特别适用于导热界面材料。硅不仅能应对极端的环境和功能温度，还能提供出色的导热性，将热量从部件上带走，防止温度过高引发故障。此外，硅还具有良好的电气、绝缘和阻燃性能，这在许多情况下是至关重要的。

对于大功率和高温应用，出色的散热能力是绝对必要的，含硅导热界面材料具备优异的热稳定性、能够使固化过程中的放热热量上升达到最小化，并具有良好的热膨胀系数（CTE）。

如上所述，基于硅的诸多优异特性，导热界面材料中为何不尽可能多地使用硅呢？

只要可行，大多数研发人员和导热界面材料配方设计师可能会推荐使用具备诸多优异特性的硅。

然而，也存在一些例外情况。比如在某些制造环境中使用硅可能会出现问题。硅的主要问题与硅释气或硅挥发物的释放有关。发生这种情况时，硅释气有三种不同的失效模式：

这些问题强调了在选择导热界面材料时考虑终端产品最终应用的重要性。举个例子来说，一个集成了导热界面材料的自动化机器人，可能被指定用于汽车车身零件工厂。在这种情况下，机器人制造商可能希望使用具有低挥发性或不含硅的导热界面材料。

然而，所有的聚合物（不论是否含硅），都会产生一定程度的释气现象，重要的是要将特定应用的风险降至最低。

替代方法

凭借多年的配方专业知识，汉高的研发人员成功开发出可减轻硅释气或硅迁移问题的导热界面材料。具有低挥发物含量的工程导热界面材料通常可以解决这些问题，尽管不含硅的产品也是汉高产品组合的一部分。

虽然硅没有“现成”的替代品，但强大的替代化学品已被用于开发不含硅的导热垫片、液态填隙材料和相变化材料（PCM），以及印制电路板保护材料，包括灌封材料、密封材料和包封胶。

汉高大多数不含硅的导热界面材料都是基于聚氨酯的，虽然它们可能提供相似的导热性，但其他特性可能与含硅产品有显著差异，因此应进行特定应用评估。

汉高具有广泛基于硅及不含硅的导热界面材料产品系列，从而满足更多客户的应用需求。

小知识

导热界面材料中更高的填料负荷减少了硅的用量，并降低了迁移倾向。高填料负荷通常与高导热率相关，因此可以实现两个目标。

液态硅迁移

表现为从材料中漏出油。虽然这在外观上并不理想，但通常不会影响材料的性能或造成任何污染。

作者

Shelby Shevik 于 2022 年初加入汉高，拥有伯米吉州立大学（ Bemidji State University）生物学学士学位，辅修化学。她是汉高胶粘剂技术业务部负责电力和工业自动化领域导热材料的首席应用工程师之一。

从导热材料到含氟聚合物，再到热熔胶和结构胶，她在材料解决方案方面拥有丰富的经验。Shelby 长期服务于工业和汽车市场的客户，热衷于解决棘手问题和推动最适合市场需求的解决方案。

本文由汉高供稿，电子工程专辑对文中陈述、观点保持中立