在电子产业极速发展的当下，对于消费者而言，对产品需求越高对产品就越严格，同理，对智造生产企业来说，飞速发展的前提下，更是一场挑战，是对技术、对辅料、对研发等等环节的严控把关，这就对制程技术和环境提出更高要求，每一个细节都要做到细致、极致，那么，今天就了解下，其中一个环节——导热硅胶。
一、什么是导热硅胶？
导热硅胶是高端的导热化合物，以及不会固体化，不会导电的特性可以避免诸如电路短路等风险。导热粘接密封硅橡胶是单组份、导热型、室温固化有机硅粘接密封胶。
是通过空气中的水份发生缩合反应放出低分子引起交联固化，而硫化成高性能弹性体。具有卓越的抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能。并具有优异的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能。可持续使用-60〜～280°C且保持性能。不溶胀并且对大多数金属和非金属材料具有良好的粘接性。
是指在硅橡胶的基础上添加了特定的导电填充物所形成的一类硅胶。这类胶一般包括导热硅胶粘合剂，导热硅胶灌封料以及已经硫化成某种形状的导热硅胶片、导热硅胶垫等。
不同的导热硅胶所具备的导热系数相差很大。其成本价格差异也极大（但如果不要绝缘，则制作成本可以大大降低而且可以达到很高的导热系数）。普通的导热硅胶加入三氧化二铝等，高导热硅胶加入的是氮化硼等导热物质。导热硅胶粘合剂或灌封料的生产厂家一般可以根据需要制作不同的导热系数、固化速度、粘稠度、颜色、软硬度等，导热硅胶片（垫）生产厂家一般可以根据需要制作不同形状的制品。
典型的导热硅胶粘合剂是单组分室温固化的一类粘合剂，依靠接触空气中水分子而固化。典型的导热硅胶灌封料是双组分的，其中包括加成性和缩合型两类。典型的导热硅胶片具有导热、绝缘、防震性能，材质柔软表面自带粘性（表面黏糊糊的），操作方便，可应用在各种不规则零件表面与散热器，外壳等之间起导热填充作用。有些导热硅胶加有玻璃纤维（或碳纤维）以增加其机械强度。有些导热硅胶还涂覆有耐温压敏胶。
导热硅胶高粘结性能和超强的导热效果是目前CPU、GPU和散热器接触时最佳的导热解决方案。
二、导热硅胶的组成成分
硅凝胶是一种液体与固体一起存在被称为“固液共存材料”的特种硅橡胶，为高分子化合物构成网状结构，具有独特的性能。在固化前一般分为A、B双组份，在铂金属化合物的催化下，导热有机硅树脂基体上的乙烯基或丙烯基，与交联剂分子上的硅氢基团反应而成。整个反应为加成硫化反应，不产生副产物，因而无收缩。导热硅橡胶是直链状聚有机硅氧烷，具有较高的摩尔质量（一般在148000g/mol以上）。
三、导热硅胶的胶粘特性
聚硅氧烷分子的主链通常由Si-O-Si键组成。在该分子结构中,R通常为甲基,但为了改善或提高某些性能,也可引入其他基团,如乙基、乙烯基、苯基、三氟醛基等。R'为羟基或烷基,n代表链节数。
这种聚硅氧烷材料具有以下主要性能:
1、物理化学性能稳定,基本与温度无关,可在50250℃温度范围内使用,电绝缘性能和耐高低温(-50250℃)性能优良。
2、无需底漆或表面处理剂,就能物理粘附于最常见的电子设备或其他材料表面,固化过程中不会产生副产物或收缩。
3、该体系无色透明,作为灌封料使用时容易观察灌封元件的内部结构。在半固化状态下固化后,对许多被粘物具有良好的粘结性和密封性,耐冷热交变性能优良。
4、可操作时间长,双组份混合后不会很快凝胶化。加热会促进固化,固化时间可通过调节固化温度灵活控制。自流平性好,便于流入电路中微元件之间的细微点。
5、针对不同的应用场景，可灵活调整凝胶的硬度、流动性、固化时间等性能，也可添加制备成具有阻燃性、导电或导热性的硅凝胶。
6、自修复能力好，受外力作用出现裂缝，具有自动修复的能力，同时起到防水、防潮、防锈的作用。
四、导热硅胶应用领域
(1) 航空电子设备某型航电交换机出现低温数据包丢失故障,是由于原设计时使用的导热垫片局部应力过大造成的。相比传统的导热垫片、导热胶等材料,导热硅脂作为新型导热界面材料在高低温性能、碰撞安全、连续振动等多项试验中表现优异,可应用于航电产品生产中。
(2) 5G电子设备新型导热硅胶材料不仅可增强热能传导效果,还可实现热能的有效传递。相比传统导热材料,新型导热硅胶在电子元器件应用中可有效提高信号传播效率,促进其在5G设备中的优质应用。
(3) 动力电池动力电池绝大部分采用锂离子电池,具有能量密度高、使用寿命长等优点,但也存在较大安全隐患。在正常行驶和意外情况下,锂电池可能遭受持续振动、温度变化、水浸泡、局部短路、过载、机械冲击等影响,威胁驾乘人员安全。
如果使用导热阻燃硅胶对动力电池单体进行封装,可大幅提高电池组的安全性能。导热硅胶可起到防水密封、阻燃密封、散热减震固定等作用,在复杂甚至意外环境下维持锂电池安全运行,是各方追求的目标。
五、导热硅胶为何在散热界如此重要？
1、电子设备为什么要散热？
电子设备在运转过程中会产生大量热量,这些热量主要以热能的形式被浪费掉。过高的温度会严重损害电子设备的可靠性和使用寿命。因此,需要通过散热器快速将这些残余热量散出。
在这一散热过程中,扮演关键角色的就是导热界面材料。这类材料主要用来填充电子设备与散热片接触时产生的微小间隙和表面凹凸不平,从而降低热传导过程中的热阻,提高散热效率。
进入5G时代后,无线移动终端如智能穿戴、自动驾驶汽车、VR/AR设备等呈现出功耗大幅上升、发热剧增的趋势。同时,5G终端开始采用陶瓷、玻璃等新型外壳材料,这些材料的散热性能较金属更差,对导热界面材料提出了更高要求。另一方面,5G基站建设也催生了大量散热器的需求。
可以说,导热界面材料正成为电子散热技术的关键支撑。一方面,电子产品不断升级换代使得这类材料的应用领域和用量持续扩大;另一方面,新兴应用场景也给导热界面材料带来了新的性能挑战。可以预见,导热界面材料将成为推动电子技术发展的关键支柱之一。
2、导热硅胶在在电子、汽车等高科技产业里大放异彩的“散热神器”
导热硅胶的导热系数一般在0.8到4.0 W/m·K之间，有的高性能产品甚至能达到8.0 W/m·K。这个系数越高，说明它传递热量的速度越快，散热效果越好。
比如在电脑CPU散热模块中，导热硅胶能迅速将CPU产生的热量传导至散热器，再散发到周围环境中，确保CPU在适宜温度下稳定工作。
再来说说它的电绝缘性，导热硅胶的击穿电压通常不低于10kV/mm，有的产品甚至能达到15kV以上。这意味着它在高电压环境下也能保持良好的绝缘性能，不会对电路造成短路等电气故障，让电子设备安全运行。
柔韧性方面，导热硅胶的硬度一般在18到40 Shore C之间，柔软且具有一定的弹性，能适应不同形状和表面粗糙度的被接触物体。它能紧密贴合在各种复杂的工作环境下，不留散热死角。
导热硅胶能在-40℃到130℃的温度范围内保持性能稳定，有的产品甚至能在-50℃到180℃的环境下工作。它不易出现硬化、开裂、粉化等老化现象，保证了电子设备的长期可靠性。
3、在实际应用中，导热硅胶可谓是“多面手”。
在计算机领域，除了CPU散热，显卡、主板芯片组等关键部件也离不开它。在通信设备中，如5G通信基站的电源模块、功率放大器等关键部件，导热硅胶能有效传导热量，确保设备稳定运行。在LED照明领域，导热硅胶被广泛应用于LED灯珠与散热片之间，提高散热效率，延长灯具使用寿命。在汽车电子领域，它为汽车发动机的电子控制系统、电动汽车的电池管理系统等提供高效的散热解决方案。
