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近年来,电子产品发展迅速,随着功能的增加,各种问题也随之而来,其中产品发热就是影响用户体验的一个重要因素。

电子设备在运行时,元器件会产生一定的热量,使设备内部温度迅速升高。 如果热量不及时散去,设备温度会不断升高,电子设备的可靠性会因元器件过热而降低或损坏。当产品散热问题再次摆上桌面,散热方案便成为各大企业的重点。

导热材料就是近年来针对设备的热传导要求而设计的一种新型工业材料,它性能优异、可靠,适合各种环境和要求,对可能出现的导热问题都有妥善的对策,对设备的高度集成以及超小超薄都能提供有力的帮助。导热产品已经广泛地应用到许多产品中,大大提高了产品的可靠性,是目前业界公认的最好的散热解决方案。那么,面对市场上繁杂导热材料产品以及品牌,应该怎么选择呢?

1. 选择口碑好的产品

目前市面上的导热材料非常多,同一种产品会有多个品牌生产,同一个品牌也有多款不同类型的产品。如果对材料要求高,建议选择有实力的好口碑产品,一个好品牌的导热材料可以确保其质量和安全性,一个好口碑的导热材料是经过市场验证、得到大多数人认可的理想产品。

2. 按需选购

使用的产品不同,对导热的需求也不一样,我们在选购产品时,首先应根据应用确定导热材料的类型;其次应根据产品的导热系数、厚度、尺寸、密度、使用温度等参数来选择合适的导热材料。

3. 深入了解产品

目前市场上的导热材料特别多,单常见的导热材料种类就有近十种,细分下来更是让人眼花缭乱,所以在对确定好适合自己的材料类型后,一定要对每款材料的功能进行了解,看其导热性能如何,在使用过程当中有什么优缺点,综合分析选择更满意的产品。例如给电子产品选择导热材料时,我们需要考虑高挥发率的产品可能会导致电子产品短路,导热材料的热阻、离油率、导热率、挥发率等都是我们选购时需要慎重考虑的。

现在的产品要求越来越苛刻,所以选择好的导热材料非常重要。没有一款导热材料可以满足所有设备的需求,在选购导热材料的时候,我们不仅要对产品的性能深入了解,还要根据自身产品的设计结构,综合性能、价格、使用方式等各方面因素进行选择。

在汽车使用量越来越大的今天,新能源电动汽车是解决能源、环境、城市交通等问题的一个新趋势,也是未来汽车产业发展的一个主要方向。

如今,新能源汽车的发展主要以电池为主要能源供给驱动。动力电池相当于传统燃油车的发动机,是新能源汽车的“心脏”,胶粘剂是保证“心脏”持久动力的“肌膜”。 在新能源汽车中,电池部件属于整个新能源汽车的核心部件。 对新能源汽车的发展和普及至关重要。这对动力电池安装中胶粘剂的使用提出了更严格的要求。

在锂离子动力电池及系统的生产中,胶粘剂有着广泛的应用。如电池PACK的粘接和封装、BMS电池管理系统模块的封装、OBC/DC-DC车载充电部件的导热和封装、充电设备的导热和防护等,以下将对新能源汽车动力电池用胶及应用进行详细的介绍。

近年来,在电动汽车轻量化、长续航的趋势压力下,CTP结构应运而生。CTP结构电池组在设计上大大节省了中间模块组件,增加了电池组的体积/重量能量密度,进一步延长了车辆的续驶里程。这种CTP结构的电池组一般需要大量的胶粘剂来连接和固定电芯,几乎无法使用传统的机械连接方式。

这些胶粘剂的应用主要有两个类型:一是结构胶,以结构粘接为主,同时考虑到一定的导热性;二是导热胶,它主要是基于导热性,将电芯产生的热量导出到外部散热组件,以实现部分热管理功能,同时它还能兼顾结构粘接的要求。

结构胶

结构胶是指用于承受强力结构性粘接的胶粘剂。它强度高、能承受较大荷载,且具有耐老化、耐疲劳、耐腐蚀、耐冲击、施工简便、在预期寿命内性能稳定等特点。

结构胶主要用于电芯与电芯之间的结构粘接,起到可靠连接和固定的作用,和原来模组结构的机械连接相比,对强度、柔韧性、耐老化、阻燃绝缘和导热性能都提出了更高的要求。

Ancham动力电池包结构胶主要有聚氨酯结构胶、丙烯酸结构胶、环氧结构胶、UV胶和PUR热熔胶等,根据不同的需求选择合适的产品和方案。

导热胶

导热胶专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产,能够填充缝隙,完成发热部位与散热部位间的热传递,同时还起到绝缘、减震、密封等作用。主要用于完成电芯与电芯之间、电芯与液冷管之间的热传导。应用形式包括垫片、灌封、填充等。

Ancham动力电池包导热胶主要有导热硅凝胶、导热灌封硅胶、聚氨酯导热结构胶等,根据不同的使用场景提供合适的胶粘剂解决方案。

新能源汽车电池的用胶点:

█ 电芯与电芯之间的结构粘接;

█ 导电片与模组壳体的粘接;

█ 电芯灌封;

█ 圆柱形电池底部的粘接固定;

█ 圆柱电池支架固定;

█ 底板与电芯之间的导热;

█ 电池的螺纹锁固。

胶粘剂在动力电池上的作用:

█ 为动力电池提供防护效果;

█ 实现安全可靠的轻量化设计;

█ 热管理;

█ 帮助电池应对更复杂的使用环境。

CTP和刀片电池技术的应用,增加了胶粘剂的要求和用量,然而值得注意的是,在新能源汽车蓬勃发展的同时,安全问题一直困扰着新能源汽车行业的发展,电池以及整个新能源汽车的安全是一个与时俱进的严重问题,在电池包和电池系统方面,对胶粘剂等关键原材料进行深入研究与开发,建立完整的系统评估体系,对于提高动力电池的能量密度、安全性、循环寿命和轻量化至关重要,对整个行业的技术进步和安全升级具有非常重要的现实意义。

胶粘剂的品类很多,性能不一,选择胶粘剂时需考虑诸多因素,方能达到理想的粘接效果。正确地选择适合的胶粘剂,能相应的延长产品寿命、保持效能、降低成本。一般情况下选择电子工业胶粘剂应考虑以下因素:

一、根据粘接底材的化学性质选择胶粘剂:

1. 粘接极性材料(如钢、铝、镍、陶瓷等)应选择极性强的胶粘剂,如环氧树脂胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶、无机胶等。

2. 粘接弱极性材料和非极性材料(如石蜡、沥青、ABS/塑料、聚乙烯/PE、聚本乙烯等)应选择丙烯酸酯胶、不饱和聚酯胶等。

二、根据粘接底材的物理性质选择胶粘剂:

1. 粘接脆性和刚性材料(如陶瓷、玻璃、水泥和石材等)可选择强度高、硬度大和不易变形的热固性树脂胶粘剂,如:环氧树脂胶、酚醛树脂胶和不饱和聚酯胶。

2. 粘接弹性和韧性材料(如橡胶、皮革、塑料、薄膜等)应选择弹性好、有一定韧性的胶粘剂。如环氧树脂胶、聚氨酯胶、橡胶型胶粘剂、聚烯酸乙酯胶等。

3. 粘接多孔性材料(如泡沫塑料、海绵、织物等)应选择粘度较大的胶粘剂、如环氧树脂胶、聚氨酯胶、聚烯酸一酯胶、橡胶型胶粘、热熔胶等。

三、根据粘接被使用条件与环境选择胶粘剂:

1. 被粘接件受不均匀剥离力、扯离力作用时,可选择韧性好的胶,如橡胶胶粘剂、聚氨酯胶等。

2. 粘接件在受均匀扯离力、剪切力作用时,可选择比较硬、脆的胶,如环氧树脂、丙烯酸胶等。

3. 粘接件在无氧气或隔绝空气密封环境下使用时,可选择厌氧型胶粘剂。

4. 粘接件要求耐水时,选择环氧树脂胶、丙烯酸胶等;耐油性好时,选择环氧型或有机硅型胶粘剂。

5. 根据粘接件使用温度选择不同的胶粘剂,如环氧树脂适合在120℃以下使用,橡胶型胶粘剂适宜在80℃以下使用;有机硅胶适宜在200℃以下使用;无机胶适宜在500℃以上使用。

6. 根据不同工艺选择胶粘剂:灌注型胶粘剂通常选用无溶剂、低粘度胶;密封用的常选用膏状、糊状胶粘剂。

7. 根据粘接件的特殊要求选择不同性质的胶粘剂:如导电、导热、耐高温和耐低温等需选择功能性胶粘剂。

一、民用及商业应用

涂敷材料可为家用电器中的电子电路提供保护,使它们可以抵御:

1. 水和洗涤剂(洗衣机、洗碗机、卫浴产品、户外电子LED屏)

2. 外部不利的环境(户外显示屏,防盗、防火报警装置等)

3. 化学物质环境(空调、干燥器)

4. 办公室和家庭中的有害物(计算机、复印件)

5. 民用和商业照明(LED照明)

6. 其它所有需要涂敷材料保护的线路板

二、汽车工业

汽车行业要求涂敷材料保护电路免于以下几种情况的危害,如:汽油蒸发物、盐雾/制动液等。电子系统在汽车中的应用不断快速增长,因此使用涂敷材料已成为确保汽车电子装置获得长期可靠性的基本要求。如:ECU/车灯控制器、车用传感器、电动汽车电池控制单元BMU、车用门锁/车窗控制器等。

三、航空航天

由于使用环境的特殊性,航空、航天环境对电子设备要求十分严格,尤其是在快速加压或减压的条件下,仍要保持良好的电路性能,因此涂敷材料得到广泛应用。如:航空仪表盘/发动机控制系统、雷达控制系统、航空机载电源/通信保障系统、声纳/光电系统等。

四、航海船舶

无论是新鲜的淡水还是含盐的海水,均会对船舶设备的电器线路造成危害。使用天翔科技三防漆可以最大限度地保护水面上乃至浸没与水下的设备。如:气象雷达/船载雷达、船载电源/方向控制系统、照明系统/通信保障、传感器等。

五、医疗生命及健康

涂敷材料可保护医疗电子设备免遭外部化学药剂及特殊使用环境的侵蚀,确保其持续稳定。如:CT/B超、心电图仪、康复器械/健身设备、手术床/医疗照明等。

六、轨道交通及工业控制

涂敷材料可以保护动车,地铁等免受外部雨水,冰冻天气的影响,保障交通稳定安全的运行。在工业控制中,由于使用场合比较恶劣,经常在潮湿或冷热悬殊的沙漠等地区,必须使用涂敷材料来保证电子线路板的稳定。如:车载电源/通信信号系统、电机控制系统、地铁屏蔽门/闸机/售票系统、工业计算机/过程控制板卡等。

七、新能源/智能电网

太阳能,风能或核能等新能源系统一般需要部署在太阳光充足或风力强劲的地域,这些地域一般环境恶劣,而智能电网的控制单元一般也需要在这些地方,因此保证这些设备能够长时间的安全运行,需要使用涂敷材料。如:逆变器、储能系统、风能电机、继电保护系统等。

灌封胶是在工业制造中应用较多的一类胶水,根据产品的实际应用与胶水材料的不同,电子灌封胶有着多种分类,从材料方面来说环氧树脂灌封胶应用最为广泛。

灌封环氧AB胶胶水的主要作用是用来强化电子元器件的整体性能,将一些元器件、线路包裹在内,进而使得电子元器件有一定的防水、防潮性能,以提高电子元器件对外来冲击、震动的抵抗力,提高了电子元器件内部元件、线路间的绝缘,还具有一定的导热散热作用,有利于电子产品的小型化与轻量化。

灌封用环氧AB胶胶水有硬胶和软胶两大品类,颜色有透明、黑色、蓝色等其他颜色,根据混合比例又有1:1、2:1、10:1等比例。

一般的环氧AB胶胶水是常温/室温固化电子灌封胶,粘度低、流动性好,所以容易渗透进产品的间隙中充分填充。

常温或中温固化,固化速度适中,固化过程相对来说是可控的;环氧树脂AB胶胶水固化后的胶体基本上是没有的、表面平整、有很好的光泽、硬度高;固化物耐酸碱性能好,防潮防水防油防尘性能也是能满足要求的,保证了产品具有一定的防水等级;环氧AB胶胶水的固化物具有良好的绝缘、比重轻、韧性好、抗压、粘接强度高等电气及物理特性。

液态环氧树脂复合灌封胶胶水经过灌胶机或者点胶机灌封到有电子元件、线路的器件内,在常温或加热条件下固化成为性能比较好的高分子绝缘材料。环氧灌封胶能强化电子器件的整体性,提高被灌封产品对外来冲击、震动的抵抗力。环氧灌封胶可以将内部元件、线路间很好的绝缘起来,有利于器件小型化、轻量化。环氧灌封胶可以避免元件、线路直接暴露,做到电子产品有很好的防水、防潮性能。

众所周知,灌封胶在电子行业中具有非常重要的作用,它的选用将直接影响到电子产品的性能发挥,然而目前市场上电子灌封胶种类众多,那如何选择适合自己的灌封胶呢?

从灌封胶的功能选择

1. 是否符合产品特性和灌装或粘接工艺特性。

2. 是否需要导热流动或半流动。灌封胶主要分类中,环氧灌封胶一般导热性能较差,一般用于防水功能较多。有机硅灌封胶防水持久性较为一般,更为注重导热及绝缘防震性能。

3. 使用环境与产品类型。电子绝缘灌封胶在未固化前属于液体状,具有流动性,胶液黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别。

从灌封胶性能参数选择

1. 导热性,加成型有机硅灌封胶相对于其他的灌封胶来说,其主要特点就是导热性与阻燃性。

2. 防水性,粘接性好的灌封胶防水效果也会更好,缩合型粘接型的灌封胶可达IPX7防水级别。

3. 硬度,缩合型透明的在20硬度左右,黑、白、灰在30硬度左右,加成型透明的在0~35硬度,黑、白、灰在0~70硬度,硬度越高比重会越大,20~30硬度时混合后密度在1.02左右,达到70硬度以上时比重将会达到1.6左右。

4. 阻燃性,加成型的比缩合型的更好,缩合型的阻燃级别为UL94V-1,加成型的可达UL94V-0。

5. 粘接性,缩合型的粘接性一般比加成型的更好,常见的可与PVC塑料、陶瓷金属、ABS塑料等相粘接。

6. 颜色、都可以起到灌封、密封的作用,只是透明的适用于有光源的产品,例如LED模组,LED软灯条等。因为透明的能够有效的传播光率,黑色的则不能。用途上,比如一些IC电路裸芯片某些部位会对光敏感,那么黑色电子灌封胶就可以解决这个问题。又比如一些照相机需要的闪光灯连闪器,需要接受外部光线,则必须使用透明封装。

7. 导热性,透明灌封胶的导热系数在0.17~0.37左右,黑、白、灰的导热系数在0.6~0.8左右。

8. 固化时间要求,通过改变配方成分调整灌封胶的固化时间,也可采用升温固化。

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