?有機硅導熱界面材料（TIM）面臨的滲油挑戰(zhàn)

文章出處：常見問題責任編輯：東莞東超新材料科技有限公司發(fā)表時間：2024-04-12

　　導熱界面材料（TIM）在電子元件散熱方面的應用非常廣泛，尤其是在工業(yè)、汽車和消費電子行業(yè)。由于有機硅聚合物具有卓越的化學穩(wěn)定性和物理特性，如粘度和模量等對溫度變化不敏感，因此它們特別適合用于那些由于高功率或功率波動導致顯著溫度變化的應用場景。然而，隨著應用場景的多元化，有機硅TIM材料的普遍風險問題也日益凸顯，那就是有機硅油的遷移問題，即揮發(fā)和滲油，這可能會對電子元件造成一定的危害。
有機硅遷移的根本原因

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

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有機硅遷移物性能分析
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?？商崛☆愂侵缚梢允褂萌軇腡IM材料中溶解出來的游離的有機硅油的總量?？蓳]發(fā)類是指TIM材料中可揮發(fā)出來的低分子量有機硅油?？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)有機硅油。
有機硅遷移的潛在風險及改善措施
1. 氣相遷移
氣相遷移主要由分子量極低的環(huán)狀有機硅烷導致，它們是有機硅聚合物和低分子量低聚體的預聚體。有機硅油的揮發(fā)在許多應用中都存在潛在風險。為了緩解和控制這個問題，可以使用低揮發(fā)型有機硅樹脂、低揮發(fā)性的導熱粉體，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)動所致。由于有機硅具有很高的擴散系數(shù)，一旦從TIM本體遷移到電子元件表面，將很容易在其周圍表面上擴散開。通過TIM的配方設計進行優(yōu)化，例如控制好交聯(lián)劑比例，提高交聯(lián)程度（高交聯(lián)度可能導致更高黏度/模量）等，可以在一定程度上減少有機硅的滲漏。然而，滲透速度會隨溫度梯度的增加而增加，因此在不同的應用場景中，改善措施的效果可能會有很大差異。
有機硅TIM材料的遷移問題是由其化學成分和物理特性導致的。為了解決這個問題，需要從材料的選擇、配方設計、交聯(lián)劑比例控制等多個方面進行綜合考慮和優(yōu)化。通過這些改善措施，可以在一定程度上緩解或解決有機硅油的遷移問題，從而確保電子元件的穩(wěn)定性和可靠性。

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