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胶粘剂导热率:越高越好吗?—— 专家深度访谈实录

导热胶的选择,本质是在散热需求、工艺适配性、成本效益之间寻找最优解。高导热率不是目的,而是实现器件可靠性与经济性的工具之一。脱离具体场景谈“导热率越高越好”,就像给沙漠中的行人推荐羽绒服——看似“高性能”,实则南辕北辙。

安川触角 07月14日

访谈对象:蔡树淮,资深胶粘剂应用工程师。

这是一些典型的具有导热性能的胶粘材料,不同的应用场景对材料的导热性能要求有所不同,我们在和客户实际沟通中,会面对导热率的选择问题,这个问题的答案会是越高越好吗?

为了弄清楚这个疑问,我们请到了安川新材技术工程师蔡树淮蔡工。

蔡树淮:你好。

胶粘剂导热率:越高越好吗?——专家深度访谈实录

第一部分:导热率的核心价值与误区

市场部:树淮你好,很多客户在选择导热结构胶、导热灌封胶时,第一反应是“导热率越高越好”,您如何看待这一观点?

蔡树淮:这是一个常见的认知误区。导热率确实是胶粘剂的关键指标之一,但它并非“放之四海而皆准”的唯一标准。胶粘剂的性能需要与应用场景、工艺要求、成本预算等多维度因素平衡。

市场部:那么导热率的真正作用是什么?

蔡树淮:导热率的核心是降低热阻。在电子器件中,热量需要从发热源(如芯片)通过胶粘层传递到散热器或外壳。如果胶粘剂导热率低,热量会在界面处堆积,导致元件温度升高,影响寿命甚至引发故障。但导热率只是热管理的一部分,胶粘剂还需满足结构强度、绝缘性、耐候性等其他要求。

胶粘剂导热率:越高越好吗?——专家深度访谈实录

第二部分:应用场景决定导热率需求

场景1:高功率器件——导热率是生命线

市场部:哪些场景必须追求高导热率?

蔡树淮:典型的是高功率电子设备,比如新能源汽车的电池管理系统(BMS)、太阳能逆变器的功率模块、LED照明驱动电源等。以电池为例,电芯之间的连接需要结构胶同时承担机械固定和导热双重功能。如果导热率不足,电芯温差可能超过5℃,长期运行会加速电池衰减,甚至引发热失控。

场景2:普通电子器件——导热率需适度

市场部:那普通器件是否需要高导热胶?

蔡树淮:没必要。比如手机的底部填充胶,主要功能是缓解热应力和绝缘保护,导热率要求并不高。如果强行使用高导热胶,可能因填料过多导致胶层脆性增加,手机跌落时可能容易开裂。此外,高导热胶通常需要高温固化,而很多设备的组装多为常温工艺,强行调整会大幅增加成本。

场景3:特殊环境——导热率需与其他性能平衡

市场部:有没有导热率需要妥协的场景?

蔡树淮:有些医疗设备的部件需要灌封保护,同时要具备生物相容性,如果追求高导热率,可能需添加金属填料,会降低生物相容性。选择导热率适中的灌封材料,虽导热率可能不是最高的,但通过测试的可能性更大。

胶粘剂导热率:越高越好吗?——专家深度访谈实录

第三部分:工艺与成本的现实约束

工艺适配性:高导热胶的“双刃剑”

市场部:客户在工艺端常遇到哪些问题?

蔡树淮:高导热胶通常添加大量无机填料(如氧化铝、氮化硼),这会导致两个问题:粘度升高,流动性变差,需要调整灌注压力或采用真空脱泡工艺。

固化条件苛刻:部分高导热环氧胶需150℃高温固化,而热敏元件(如塑料外壳)可能变形,需改用低温固化体系(如添加促进剂),但会牺牲部分导热性能。

客户案例:某LED照明厂曾因灌封胶粘度过高,导致灯珠内部气泡率超标,良率从95%降至70%。后续通过改用低粘度、导热率1.5W/m·K的硅胶,配合真空灌注工艺,才将良率恢复至90%以上。

选型建议:三步决策法

明确核心需求:

散热是否为器件失效的主因?

胶粘剂是否承担结构功能?

评估工艺能力:

现有工艺能否支持高粘度胶的灌注?

能否接受高温固化或更长固化时间?

计算成本收益:

高导热胶带来的散热提升,能否抵消成本增加?

是否可通过优化散热器设计,降低对导热率的依赖?

胶粘剂导热率:越高越好吗?——专家深度访谈实录

结语:没有最好,只有最合适

市场部:最后请用一句话总结您的观点。

蔡树淮:导热胶的选择,本质是在散热需求、工艺适配性、成本效益之间寻找最优解。高导热率不是目的,而是实现器件可靠性与经济性的工具之一。脱离具体场景谈“导热率越高越好”,就像给沙漠中的行人推荐羽绒服——看似“高性能”,实则南辕北辙。

市场部:好的,感谢树淮的分享,通过以上的答疑,我想我们对导热率的选择有了一个大概的认知。安川新材提供导热粘接、导热灌封、导热填缝等多种胶粘材料,关于胶粘材料,如果您有其他想要探索的内容,您可以在视频评论中告诉我们,我们下次见。