灌封膠作(Encapsulant)為一種重要的電子工業(yè)材料，在強(qiáng)化電子器件整體性、提高對(duì)外來沖擊振動(dòng)的抵抗力、改善防水防潮性能等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著電子器件功能的不斷增強(qiáng)，發(fā)熱量不斷增大，對(duì)灌封膠的導(dǎo)熱性能提出了更高的要求。導(dǎo)熱性能好的灌封膠能夠有效地帶走熱量，避免元件因過熱導(dǎo)致性能下降或損壞。接下來，研泰化學(xué)膠粘劑應(yīng)用工程師將解析不同類型的灌封膠及其導(dǎo)熱性能，幫助您更好地了解如何選擇合適的灌封膠。

一、灌封膠的基本概念與應(yīng)用

灌封膠是一種將電子組件或光電設(shè)備封裝起來的材料，能夠有效地將外界的機(jī)械沖擊、環(huán)境濕氣、氧氣等有害物質(zhì)隔絕，同時(shí)也起到電氣絕緣、熱傳導(dǎo)、抗震防塵等作用。灌封膠通常以環(huán)氧樹脂、硅膠、聚氨酯、丙烯酸樹脂等為基礎(chǔ)，經(jīng)過改性和添加特定的導(dǎo)熱填料，最終形成具有特定性能的膠體。

灌封膠被廣泛應(yīng)用于汽車電子、消費(fèi)電子、半導(dǎo)體、家用電器、醫(yī)療器械、航天科技、工業(yè)機(jī)械、光伏、新能源等多個(gè)領(lǐng)域。特別是在高功率電器元件、汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)、LED光源等發(fā)熱量較大的場(chǎng)合，對(duì)封膠的導(dǎo)熱性能要求極為嚴(yán)格。

二、灌封膠的導(dǎo)熱性能

導(dǎo)熱性能是指材料傳遞熱能的能力，通常用熱導(dǎo)率(W/m·K)來衡量。灌封膠的導(dǎo)熱性能直接影響其在高功率應(yīng)用中的散熱能力，進(jìn)而影響設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和安全性。選擇合適的灌封膠，能夠有效地提高熱管理效率，防止元件因過熱而導(dǎo)致的故障.

灌封膠的導(dǎo)熱性能受以下幾個(gè)因素的影響

1）基體材料的性質(zhì)：不同基體材料(如環(huán)氧樹脂、硅膠等)本身的熱導(dǎo)率不同，通常環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱性較差，而硅膠的導(dǎo)熱性能相對(duì)較好。

2）導(dǎo)熱填料的類型和含量：導(dǎo)熱填料是提高灌封膠導(dǎo)熱性能的關(guān)鍵因素。常見的導(dǎo)熱填料包括金屬氧化物(如鋁氧化物、氮化鋁)、金廠粉末(如銅粉、鋁粉)、石墨、碳納米管等。導(dǎo)熱填料的種類、粒度、形態(tài)及其在基體中的分散性，都會(huì)直接影響灌封膠的導(dǎo)熱性能。

3）膠體的厚度：灌封膠層的厚度也會(huì)影響其導(dǎo)熱性能，較厚的膠層通常散熱效果較差，因?yàn)闊崾堑膫鬟f雲(yún)要經(jīng)過更長(zhǎng)的距離。

三、常見的灌封膠類型與導(dǎo)熱性能分析

1、環(huán)氧樹脂灌封膠

環(huán)氧樹脂是最常見的灌封膠基體材料之一，因其固化后具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕性和絕緣性，在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱性相對(duì)較差，一般為0.2~0.4 W/m·K。

為提高壞氧樹脂的導(dǎo)熱性，通常需要加入導(dǎo)熱填料，如氮化鋁、鋁氧化物等。經(jīng)過改性后的環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱灌封膠的熱導(dǎo)率可以達(dá)到1~3W/m·K，部分高端產(chǎn)品甚至可以達(dá)到5 W/m·K.

●優(yōu)點(diǎn):

強(qiáng)度高、硬度大，適合承受較大的機(jī)械沖擊和振動(dòng)，

確保電氣絕緣性能良好，廣泛用于電子元器件封裝

成本相對(duì)較低。

●缺點(diǎn):

原生環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱性能差，需要大量添加填料才能提高導(dǎo)熱性。

硬化后脆性較大，可能對(duì)某些柔性電路造成應(yīng)力。

1、硅膠灌封膠

硅膠灌封膠是一種常見的柔性材料，具有優(yōu)異的耐高溫性能和良好的導(dǎo)熱性能，熱導(dǎo)率通常在0.5~2 W/m·K之間。硅膠本身具有一定的彈性，能夠在受到?jīng)_擊時(shí)有效地吸收能量，廣泛應(yīng)用于LED照明、汽車電子和電池管理系統(tǒng)中。

●優(yōu)點(diǎn):

耐高溫、耐濕性強(qiáng)，適合應(yīng)用于極端環(huán)境。

良好的柔性，能夠承受較大的機(jī)械變形。

導(dǎo)熱性能比環(huán)氧樹脂好，適用于高功率電子元件的封裝。

●缺點(diǎn):

成本較高，尤其是高導(dǎo)熱硅膠。

硅膠的機(jī)械強(qiáng)度較低，不適合承受大力沖擊。

3、聚氨酯灌封膠

聚氨酯灌封膠具有較好的彈性和耐腐蝕性能，但其導(dǎo)熱性能較低，通常在0.2~0.5 Wm·K之間。為了提高聚氨酯的導(dǎo)熱性能，通常需要加入導(dǎo)熱填料，類似于環(huán)氧樹脂的處理方式。

●優(yōu)點(diǎn):

優(yōu)異的彈性和抗沖擊能力。

良好的耐老化性、耐腐蝕性。

適合應(yīng)用于復(fù)雜形狀和需要抗沖擊的場(chǎng)合

●缺點(diǎn):

導(dǎo)熱性能較差，適用于低功率、低熱負(fù)載的設(shè)備。

成本較高，尤其是在需要高導(dǎo)熱性的情況下

4、丙烯酸灌封膠

丙烯酸灌封膠通常具備較高的透明度，適用于光電器件的封裝。其導(dǎo)熱性能通常介于0.3~1.5 Wm·K之間，屬于中等水平的導(dǎo)熱性能材料。由于基硬度和耐溫性能較強(qiáng)，也常用于一些電子元件的封裝。

●優(yōu)點(diǎn):

優(yōu)異的光學(xué)透明性，適合用于光電設(shè)備，

較高的硬度和耐溫性。

快速固化，適合大規(guī)模生產(chǎn)，

●缺點(diǎn):

導(dǎo)熱性能中等，無法滿足高熱負(fù)荷的需求

與其他基體相比，可能存在較高的脆性。

四、選擇導(dǎo)熱性能好的灌封膠的策略

選擇合適的導(dǎo)熱灌封膠時(shí)，除了要關(guān)注其導(dǎo)熱性能外，還應(yīng)綜合考慮以下幾個(gè)因素:

?散熱需求：根據(jù)電子元件或設(shè)備的功率和熱負(fù)載，選擇具有足夠?qū)嵝阅艿牟牧?。如果設(shè)備發(fā)熱量大，需選擇熱導(dǎo)率較高的材料。

?環(huán)境要求：不同環(huán)境下，灌封膠的溫度范圍、耐濕性、耐腐蝕性等性能至關(guān)重要。例如，汽車電子和戶外設(shè)備需要選擇耐高溫、抗紫外線的灌封膠。

?力學(xué)性能：根據(jù)設(shè)備的使用環(huán)境，選擇合適的機(jī)械強(qiáng)度和柔性。對(duì)于振動(dòng)較大的環(huán)境，柔性較好的硅膠和聚氨酯基灌封膠較為合適,。

?成本控制：對(duì)于一些要求較低熱負(fù)載的應(yīng)用，可以選擇較為經(jīng)濟(jì)的環(huán)氧樹脂灌封膠;而對(duì)于高端、高性能產(chǎn)品，則需要選擇高導(dǎo)熱的填料和基體材料。

綜合來看，如果需要更高的導(dǎo)熱性能，環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱灌封膠是更好的選擇，特別是當(dāng)設(shè)備功率較大、散熱要求較高時(shí)。同時(shí)，綜合性能不同的灌封膠也使其適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。所以，在選擇時(shí)還需考慮具體的應(yīng)用環(huán)境、設(shè)備要求以及成本等因素，綜合權(quán)衡后做出最佳選擇。研泰專注解決電子膠粘難題，并積累的大量成功案例。歡迎通過在線客服、網(wǎng)站留言、來電、郵件等方式聯(lián)系研泰化學(xué)免費(fèi)獲取樣品與技術(shù)支持！