電子用硅凝膠是什么的?有什么用途?可能在大多數人的眼中,這個名詞都是陌生而又遙遠的, 然而,電子用硅凝膠其實離我們的生活很近很近,它可能存在于我們的手機中,可能存在于我們的電腦中,也可能存在于日常的各種智能電器中。。.。。.
今天,小編邀請到來自瓦克化學大中華區工業有機硅部門高級技術經理Jacky Wang為我們解答電子用硅凝膠的相關知識,講述他眼中關于電子用硅凝膠的那些事兒。
本期采訪嘉賓:Jacky Wang
高分子化學與物理碩士,多年從事有機硅材料的研發與技術工作,現任瓦克化學(中國)有限公司SEI部門高級技術經理,負責華南大區的電子/照明/工業/醫療用有機硅產品的技術咨詢。特別在光學觸摸屏貼合領域,有著多年的經驗累積,曾多次為各大知名觸摸屏企業提供整套產品及工藝解決方案。
Q1. Hi Jacky,你好!能不能先為我們解釋一下什么是硅凝膠?
好的,我先解釋下凝膠吧,就是一種似液體又似固體的物質,比如豆腐、果凍,甚至我們的肌肉、軟骨組織都是我們日常生活中常見的凝膠。而硅凝膠(silicone gel)是一類基于有機硅高分子的特殊凝膠,它繼承了有機硅材料的優異的耐溫耐候性、良好的電學性能以及特殊的機械性能,在電子領域都有廣泛的應用。
上圖是比較常見的硅凝膠,透明的,粘粘的,QQ的
Q2. 跟我們說說,硅凝膠究竟是如何形成的?
這是一個愛情故事,小烯(Vi)與阿氫(H)在Pt哥的做媒下,牽手成功,隨著他們交流的深入,發現共同點越來越多,如膠似漆的在一起再也不分離。(小編傻傻懵圈臉。。.。。.)
哈哈,開個小玩笑,以上內容純屬虛構,用科學的解釋方法:硅凝膠在成為凝膠形態之前,是流動的液態物質。A/B組份混合后,化學反應開始。隨著反應的進行,體系粘度上升,最終變為半固狀態富有彈性的凝膠體。 通常,固化后的硅凝膠顏色多為透明或半透明,密度0.97g/cm3。
不同溫度下,硅凝膠固化速率
在固化過程中,硅凝膠的粘度會越來越高
Q3. 相比其他電子用膠,硅凝膠有什么優勢?
作為有機硅材料,硅凝膠可以在-40℃~180℃長期使用,同時兼具良好的耐候性與電性能。硅凝膠機械強度不高,模量在103~105Pa,在冷熱變化過程中應力較小。硅凝膠顯得比較柔軟,硬度多用針入度表示;雖然柔軟,在按壓拉扯凝膠發生形變后,因為有交聯點的存在,它還會恢復到原來的狀態,即具備自我修復的能力,以及優異的減震效果;而硅凝膠的優異疏水性以及與基材的良好吸附性,使其在灌封后能將電子元器件很好地與外界隔絕。
硅凝膠對電子元器件起到防塵、防潮、減震、絕緣四大保護作用;可以用來涂覆、也可灌封;其透明或半透明的外觀可以方便檢查原件故障,在修理完原件之后,也只需重新灌封。其性能也易于調控,比如通過不同的A/B比例可以調控其固化后的硬度;而通過催化劑、抑制劑、溫度等不同的因素就可以調控其固化速度;增加功能材料就可以實現導熱導電,諸多妙用實在是精密電子元器件、連接器、IGBT、集成線路板等保護的不二之選。
總之,如若一款凝膠的透明低、粘度低、硬度柔軟、有彈性,它可能是一款普通凝膠;如若它能夠做到低離子含量固化后,不滲油、阻尼性好、高透明度,它可能是一款瓦克的硅凝膠!
Q4. 瓦克電子硅凝膠系列中,有哪些值得推薦的產品?
這個問題真是問到點子上了!剛才,我介紹了一些硅凝膠的特性,如果將其中的某些性能發揮至極致,就可應用于不同的部件之中,發揮最大的功效!我就簡單介紹一下瓦克電子硅凝膠中的幾款性能卓越的“佼佼者”。
1號:室溫快固第一名
——SEMCOSIL? 949 UV
在室溫快固的道路上,無能出其右者,2分鐘/25℃即可固化,甩開其它一眾凝膠不知多少個身位。Shore 00 40硬度算得上是凝膠中的“硬漢”,低粘度200mPa.s,追求效率并有可加熱要求的客戶可以看過來。
2號:耐“毒”高手——SEMCOSIL? 927 F
分子鏈中引入了F元素,百“毒”不侵,單組份免去混膠過程,優異的化學穩定性,特別適合環境中存在有害氣體,接觸化學試劑,而又需要凝膠的提供柔軟保護的場合。F元素的引入,使其分子間距離縮小,排列緊密,不容易讓氣體滲入,也讓它的密度達到了1.27g/cm3之高。
3號:高導熱基材——SilGel? 651
硅凝膠是導熱墊片的基材,也是導熱填料的載體,為了更高的導熱率,需要提高凝膠載粉能力,而SilGel? 651就是一款粘度僅有200mPa.s,同時其針入度為73mm/10(9.38g錐)的低粘度、低硬度凝膠,1:1的混合比例,特別適合做高導熱墊片的基材,以及精密電子部件的灌封。
4號:超強的耐高/低溫性能
——SEMCOSIL? 915 HT/920 LT
普通硅凝膠可在-40℃至180℃之間長期使用,而瓦克的915 HT/920 LT改寫了耐溫的上下限,其中915HT獨特的分子設計,使其耐熱性輕松征服210℃的制高點,可支持客戶進行更高功率的元器件的設計。而920 LT可以輕松Hold住低于-60℃的環境,實驗表明,即使在低達-120℃的溫度下,它依然保持著彈性。
5號:全能擔當——SilGel? 612
如果說上面四款均是在某些性能方面獨樹一幟,612只能算一個均衡的全面型選手。高透明度、壓敏無底涂粘接、良好的阻尼性、UL-94HB阻燃、1:1雙組分可調配、低離子含量、1000mPa.s粘度不高不低,每項看似平凡,卻綜合著不平凡,均衡的性能比,使其用途廣泛。
以上就是本期瓦克為您帶來的電子硅凝膠小科普。今后,瓦克將為您奉上更多您可能未曾聽聞的產品故事,比如關于汽車的每一次點火,高鐵的每一次加速,飛輪的每一次轉動。我們下一期瓦克【對話專家】再見啦!
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