【经验】有机硅导热垫片渗油及挥发问题分析及解决方案

时间： 2020-01-26 来源：Parker Chomerics

技术问答

有机硅导热垫片在使用过程中会在散热器或者仪器表面“分泌”出油腻物质，称为“渗油现象”。导热垫片在使用过程中必然伴随着高温受热的过程，由于受热过程中而引起的VOC（有机挥发物）释放，称为“挥发”。由于此类导热材料多用于精密复杂的电子电气产品，一旦出现此类问题，一则对仪器设备造成污染，清洗困难；二则周围的杂质和颗粒可能会吸附或粘附在渗油中，对仪器设备的工作和寿命造成潜在的威胁。为了解决这类问题，避免意外事件的发生，我们需要对有机硅导热垫片应用过程中出现的渗油及挥发问题进行分析，探讨如何解决这一问题。

导热垫片渗油及挥发会导致的问题：

1、有机硅垫片出来的挥发物大多数是二甲基环硅氧烷（DMC）,一般为D3～D10，其中D4、D5、D6为疑似致癌物质，所以这些物质需要严格控制在1000ppm以下。

2、对设备和产品造成污染，清洗困难；

3、渗油问题会造成电性能降低，比如表面电阻降低和击穿电压降低；

4、导致光学设备透光率降低，严重的会腐蚀透光基材，这一点在光模块上影响特别大；

5、周围的杂质和颗粒可能会吸附或粘附在渗油中，对仪器设备的工作和寿命造成潜在的威胁。

渗油和挥发产生的原因分析：

有机硅导热垫片是复合材料，由提供高弹性的有机硅弹性体和提供高导热性能的导热填料两部分混合制备而成。所以影响因素主要有以下几点：

1、有机硅胶交联程度不足，有着游离的未反应的乙烯基硅油，这些硅油在高温下粘度降低便会迁移到垫片表面。

2、含氢硅油（包括侧氢和端氢）过量太多，反应过剩造成渗油和挥发。

3、生产中加入了一些无活性基团的甲基硅油，甚至白油作增塑剂而引起的渗油，这个问题往往是受黑心供应商掺假所累。

4、乙烯基硅油或者含氢硅油本身挥发分太高，主要成分为D3～D10，如长期处在高温下会造成小分子慢慢释放出疑似致癌物质。

5、粉料生产厂家在处理粉的过程中残留的有机物。

渗油和挥发的解决方法：

1、“冒油”问题

（1）不能人为添加二甲基硅油及白油等无活性基团的增塑剂；

（2）尽量使用挥发分低的乙烯基硅油和含氢硅油，不要使用“三无”产品；

（3）完善配方，控制好交联剂比例，不要严重不足，也不要严重过量。

2、“挥发”问题

（1）使用低环体硅油，控制D3～D10含量，减少挥发物；

（2）完善配方，控制好交联剂比例，不要严重不足，也不要严重过量。

（3）粉料需筛选挥发性低的厂家。

3、对于导热垫片使用者来说，最重要的是选择正规的导热垫片生产厂商

导热垫片相对于重要芯片来说价格其实是非常低的，但起的作用是无法替代的，所以导热垫片尽量选择国际大品牌，其导热垫片散热效果好，产品可靠性有保障，同时渗油率和挥发性都做的相比与一般厂商好很多。比如派克固美丽的MCS30导热垫片的渗油率小于0.25%，挥发率小于0.06%，比一般的导热垫片的要少很多，还有大部分导热垫片生产厂商的数据手册里根本都没有Leachable silicone, %和Outgassing, % TML这两个参数，而这两个参考是渗油和挥发量的指标，这主要是一般的厂商生产的导热垫片这两个的值可能比较高，也有可能是产品批次间差异较大，所以在数据手册里面不体现出来。

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