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【对话专家】电子用硅凝胶知多少?——瓦克专家为你来解答

2020年06月30日 17:48 次阅读

电子用硅凝胶是什么的?有什么用途?可能在大多数人的眼中,这个名词都是陌生而又遥远的, 然而,电子用硅凝胶其实离我们的生活很近很近,它可能存在于我们的手机中,可能存在于我们的电脑中,也可能存在于日常的各种智能电器中。。.。。.

今天,小编邀请到来自瓦克化学大中华区工业有机硅部门高级技术经理Jacky Wang为我们解答电子用硅凝胶的相关知识,讲述他眼中关于电子用硅凝胶的那些事儿。

本期采访嘉宾:Jacky Wang

高分子化学与物理硕士,多年从事有机硅材料的研发与技术工作,现任瓦克化学(中国)有限公司SEI部门高级技术经理,负责华南大区的电子/照明/工业/医疗用有机硅产品的技术咨询。特别在光学触摸屏贴合领域,有着多年的经验累积,曾多次为各大知名触摸屏企业提供整套产品及工艺解决方案。

Q1. Hi Jacky,你好!能不能先为我们解释一下什么是硅凝胶?

好的,我先解释下凝胶吧,就是一种似液体又似固体的物质,比如豆腐、果冻,甚至我们的肌肉、软骨组织都是我们日常生活中常见的凝胶。而硅凝胶(silicone gel)是一类基于有机硅高分子的特殊凝胶,它继承了有机硅材料的优异的耐温耐候性、良好的电学性能以及特殊的机械性能,在电子领域都有广泛的应用。

【对话专家】电子用硅凝胶知多少?——瓦克专家为你来解答

上图是比较常见的硅凝胶,透明的,粘粘的,QQ的

Q2. 跟我们说说,硅凝胶究竟是如何形成的?

这是一个爱情故事,小烯(Vi)与阿氢(H)在Pt哥的做媒下,牵手成功,随着他们交流的深入,发现共同点越来越多,如胶似漆的在一起再也不分离。(小编傻傻懵圈脸。。.。。.)

哈哈,开个小玩笑,以上内容纯属虚构,用科学的解释方法:硅凝胶在成为凝胶形态之前,是流动的液态物质。A/B组份混合后,化学反应开始。随着反应的进行,体系粘度上升,最终变为半固状态富有弹性的凝胶体。 通常,固化后的硅凝胶颜色多为透明或半透明,密度0.97g/cm3。

【对话专家】电子用硅凝胶知多少?——瓦克专家为你来解答


不同温度下,硅凝胶固化速率

【对话专家】电子用硅凝胶知多少?——瓦克专家为你来解答

在固化过程中,硅凝胶的粘度会越来越高

Q3. 相比其他电子用胶,硅凝胶有什么优势?

作为有机硅材料,硅凝胶可以在-40℃~180℃长期使用,同时兼具良好的耐候性与电性能。硅凝胶机械强度不高,模量在103~105Pa,在冷热变化过程中应力较小。硅凝胶显得比较柔软,硬度多用针入度表示;虽然柔软,在按压拉扯凝胶发生形变后,因为有交联点的存在,它还会恢复到原来的状态,即具备自我修复的能力,以及优异的减震效果;而硅凝胶的优异疏水性以及与基材的良好吸附性,使其在灌封后能将电子元器件很好地与外界隔绝。

硅凝胶对电子元器件起到防尘、防潮、减震、绝缘四大保护作用;可以用来涂覆、也可灌封;其透明或半透明的外观可以方便检查原件故障,在修理完原件之后,也只需重新灌封。其性能也易于调控,比如通过不同的A/B比例可以调控其固化后的硬度;而通过催化剂、抑制剂、温度等不同的因素就可以调控其固化速度;增加功能材料就可以实现导热导电,诸多妙用实在是精密电子元器件、连接器IGBT、集成线路板等保护的不二之选。

总之,如若一款凝胶的透明低、粘度低、硬度柔软、有弹性,它可能是一款普通凝胶;如若它能够做到低离子含量固化后,不渗油、阻尼性好、高透明度,它可能是一款瓦克的硅凝胶!

Q4. 瓦克电子硅凝胶系列中,有哪些值得推荐的产品?

这个问题真是问到点子上了!刚才,我介绍了一些硅凝胶的特性,如果将其中的某些性能发挥至极致,就可应用于不同的部件之中,发挥最大的功效!我就简单介绍一下瓦克电子硅凝胶中的几款性能卓越的“佼佼者”。

1号:室温快固第一名

——SEMCOSIL® 949 UV

在室温快固的道路上,无能出其右者,2分钟/25℃即可固化,甩开其它一众凝胶不知多少个身位。Shore 00 40硬度算得上是凝胶中的“硬汉”,低粘度200mPa.s,追求效率并有可加热要求的客户可以看过来。

2号:耐“毒”高手——SEMCOSIL® 927 F

分子链中引入了F元素,百“毒”不侵,单组份免去混胶过程,优异的化学稳定性,特别适合环境中存在有害气体,接触化学试剂,而又需要凝胶的提供柔软保护的场合。F元素的引入,使其分子间距离缩小,排列紧密,不容易让气体渗入,也让它的密度达到了1.27g/cm3之高。

3号:高导热基材——SilGel® 651

硅凝胶是导热垫片的基材,也是导热填料的载体,为了更高的导热率,需要提高凝胶载粉能力,而SilGel® 651就是一款粘度仅有200mPa.s,同时其针入度为73mm/10(9.38g锥)的低粘度、低硬度凝胶,1:1的混合比例,特别适合做高导热垫片的基材,以及精密电子部件的灌封。

4号:超强的耐高/低温性能

——SEMCOSIL® 915 HT/920 LT

普通硅凝胶可在-40℃至180℃之间长期使用,而瓦克的915 HT/920 LT改写了耐温的上下限,其中915HT独特的分子设计,使其耐热性轻松征服210℃的制高点,可支持客户进行更高功率的元器件的设计。而920 LT可以轻松Hold住低于-60℃的环境,实验表明,即使在低达-120℃的温度下,它依然保持着弹性。

5号:全能担当——SilGel® 612

如果说上面四款均是在某些性能方面独树一帜,612只能算一个均衡的全面型选手。高透明度、压敏无底涂粘接、良好的阻尼性、UL-94HB阻燃、1:1双组分可调配、低离子含量、1000mPa.s粘度不高不低,每项看似平凡,却综合着不平凡,均衡的性能比,使其用途广泛。

以上就是本期瓦克为您带来的电子硅凝胶小科普。今后,瓦克将为您奉上更多您可能未曾听闻的产品故事,比如关于汽车的每一次点火,高铁的每一次加速,飞轮的每一次转动。我们下一期瓦克【对话专家】再见啦!

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