?有機(jī)硅導(dǎo)熱界面材料（TIM）面臨的滲油挑戰(zhàn)

文章出處：常見(jiàn)問(wèn)題責(zé)任編輯：東莞東超新材料科技有限公司發(fā)表時(shí)間：2024-04-12

　　導(dǎo)熱界面材料（TIM）在電子元件散熱方面的應(yīng)用非常廣泛，尤其是在工業(yè)、汽車(chē)和消費(fèi)電子行業(yè)。由于有機(jī)硅聚合物具有卓越的化學(xué)穩(wěn)定性和物理特性，如粘度和模量等對(duì)溫度變化不敏感，因此它們特別適合用于那些由于高功率或功率波動(dòng)導(dǎo)致顯著溫度變化的應(yīng)用場(chǎng)景。然而，隨著應(yīng)用場(chǎng)景的多元化，有機(jī)硅TIM材料的普遍風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題也日益凸顯，那就是有機(jī)硅油的遷移問(wèn)題，即揮發(fā)和滲油，這可能會(huì)對(duì)電子元件造成一定的危害。
有機(jī)硅遷移的根本原因

TIM材料由聚合物樹(shù)脂和導(dǎo)熱粉體組成。在TIM材料中，聚合物分子鏈段通過(guò)纏結(jié)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。然而，在這些分子簇中，仍有一些小分子沒(méi)有通過(guò)化學(xué)鍵與分子簇鏈接。如果這些小分子的分子鏈足夠短，它們就不會(huì)與分子簇形成纏結(jié)，反而在特定條件下會(huì)以液體形式從TIM材料的主體中溢出。而特別小的分子則會(huì)以氣態(tài)的方式從材料中揮發(fā)出來(lái)，并在電子元件的表面富集，這就是有機(jī)硅油的遷移。

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有機(jī)硅遷移物性能分析
根據(jù)遷移能力，TIM材料中的聚合物部分可以分為可提取類、可揮發(fā)類、可溢出類、纏結(jié)類等四類。可提取類是指可以使用溶劑從TIM材料中溶解出來(lái)的游離的有機(jī)硅油的總量?？蓳]發(fā)類是指TIM材料中可揮發(fā)出來(lái)的低分子量有機(jī)硅油?？梢绯鲱愂侵缚梢詮腡IM材料主體中以液態(tài)形式滲出的中等分子量的有機(jī)硅油。纏結(jié)類（殘留）是指保留在TIM材料中的高分子量的液態(tài)有機(jī)硅油。
有機(jī)硅遷移的潛在風(fēng)險(xiǎn)及改善措施
1. 氣相遷移
氣相遷移主要由分子量極低的環(huán)狀有機(jī)硅烷導(dǎo)致，它們是有機(jī)硅聚合物和低分子量低聚體的預(yù)聚體。有機(jī)硅油的揮發(fā)在許多應(yīng)用中都存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。為了緩解和控制這個(gè)問(wèn)題，可以使用低揮發(fā)型有機(jī)硅樹(shù)脂、低揮發(fā)性的導(dǎo)熱粉體，以及控制好交聯(lián)劑比例等方法。
2. 液相遷移
液相遷移或滲漏是由組件中的溫度梯度驅(qū)動(dòng)所致。由于有機(jī)硅具有很高的擴(kuò)散系數(shù)，一旦從TIM本體遷移到電子元件表面，將很容易在其周?chē)砻嫔蠑U(kuò)散開(kāi)。通過(guò)TIM的配方設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，例如控制好交聯(lián)劑比例，提高交聯(lián)程度（高交聯(lián)度可能導(dǎo)致更高黏度/模量）等，可以在一定程度上減少有機(jī)硅的滲漏。然而，滲透速度會(huì)隨溫度梯度的增加而增加，因此在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中，改善措施的效果可能會(huì)有很大差異。
有機(jī)硅TIM材料的遷移問(wèn)題是由其化學(xué)成分和物理特性導(dǎo)致的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要從材料的選擇、配方設(shè)計(jì)、交聯(lián)劑比例控制等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮和優(yōu)化。通過(guò)這些改善措施，可以在一定程度上緩解或解決有機(jī)硅油的遷移問(wèn)題，從而確保電子元件的穩(wěn)定性和可靠性。

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