导热胶技术教程课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,ppt课件,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,ppt课件,*,导热胶基础教程,1,ppt课件,导热胶基础教程1ppt课件,导热技术在电子行业的应用,2,ppt课件,导热技术在电子行业的应用2ppt课件,内容,为什么需要导热技术,热传导知识,导热工艺,传统工艺-无粘结剂,导热胶工艺,导热胶的固化和产品选择,客户关心的问题,3,ppt课件,内容为什么需要导热技术3ppt课件,为什么需要导热技术,线路板设计,更小的元器件,更紧密的元器件排布空间,更强功能的元器件,工件的正常运作受温度的限制,高温会导致材料电阻率的升高,降低元器件的工作效率,工作在高温状态会缩短工件的使用寿命,4,ppt课件,为什么需要导热技术线路板设计4ppt课件,热传导知识,热传导的途径,对流传导,接触传导,辐射传导,通过散热片的接触传导使电子元器件有效散热是最通用的导热技术,5,ppt课件,热传导知识热传导的途径5ppt课件,热传导知识,影响热传导的因素,:,温度差,接触表面积,导热介质厚度,导热系数,PC Board,Heat Slug,Thermal Grease,Thermal Plate,Thermal Grease,Heatsink or Heatsink Fan Assembly,PENTIUM CLASS PROCESSOR,300,MHz,43,Watts,Silicon Die,BGA Package,SYSTEM INTEGRATOR,PROCESSOR,MANUFACTURER,Example Thermal Analysis Diagram,6,ppt课件,热传导知识影响热传导的因素:PC BoardHeat Slu,热传导知识,导热系数的单位,:,公制单位,:,W/m-,o,C,或,W/m-,o,K,英制单位,:,BTU-in/hr-ft,2,-,o,F,7,ppt课件,热传导知识导热系数的单位:7ppt课件,热传导知识,常见材料的导热系数(,W/m-K),空气,0.024,水,0.556,PVC,塑料0.14,铝,204,银,419,8,ppt课件,热传导知识常见材料的导热系数(W/m-K)8ppt课件,传统工艺-无粘结剂,机械紧固,应用导热油脂的机械紧固,应用导热垫片的机械紧固,有粘结性能的导热垫片,9,ppt课件,传统工艺-无粘结剂 机械紧固9ppt课件,机械紧固,卡子,螺栓,10,ppt课件,机械紧固卡子螺栓10ppt课件,机械紧固,优点,快速,安装简便,局限,有气穴存在,无电气绝缘,有松动的危险,零件需要库存,难以自动化,装配工序繁复,11,ppt课件,机械紧固优点局限11ppt课件,导热油脂,与机械紧固相比,增加了导热油脂,其流动特性影响可靠性,!,12,ppt课件,导热油脂与机械紧固相比12ppt课件,导热油脂,优点,消除了气穴的产生,局限,需要机械紧固配合使用,油脂存在污染的危险,油脂受热易流淌,电气绝缘性能差,13,ppt课件,导热油脂优点局限13ppt课件,导热垫片,与机械紧固相比,增加了垫片.,因为其规格特定,难以实现自动化,并需要额外库存,!,14,ppt课件,导热垫片与机械紧固相比,增加了垫片.14ppt课件,导热垫片,导热垫片的组成,硅橡胶,玻璃纤维颗粒,导热填充料,铝,氮化硼,配合使用压敏胶或机械紧固进行安装,导热系数为:,0.9-2.0,W/m,o,K,15,ppt课件,导热垫片导热垫片的组成15ppt课件,导热垫片,优点,电气绝缘性能好,快速,无移动危险,局限,每个工件的垫片尺寸是独特的,垫片需要库存,紧固力矩要求严格,压力设置或应用误差会导致气穴的产生,难以实现自动化,16,ppt课件,导热垫片优点局限16ppt课件,导热胶工艺,17,ppt课件,导热胶工艺17ppt课件,导热胶工艺,导热胶工艺:用粘结剂粘结发热元件和散热片，既能达到粘结的目的，又能导热，同时还能绝缘,。,粘结剂的种类,导热填料的类型,固化方式可以根据特定的应用进行选择,.,18,ppt课件,导热胶工艺导热胶工艺:用粘结剂粘结发热元件和散热片，既能达到,导热胶工艺,优点,无气穴存在,电气绝缘性能佳,不移动,不松动,可进行自动涂胶,减少库存,局限,必须要固化,胶存在有效期的限制,一定的施胶工艺,19,ppt课件,导热胶工艺优点局限19ppt课件,粘结剂固化方式,加速剂固化:,快速达到固化强度,15,mils,固化厚度,紫外光固化:,快速定位的需求,10,秒定位(,150,mW/cm,2,365 nm),紫外光+加速剂固化:,快速固化,热固化:,固化时间需数小时,固化充分,加速剂+紫外光+热固化:快速固化流程,双组份固化:,需要混合,固化时间需数小时,20,ppt课件,粘结剂固化方式加速剂固化:快速达到固化强度,15mils,加速剂固化,优点,快速固化,(,一般,2-5,分钟,),无需混合,有效期长,局限,固化深度,(0.015”),加速剂溶剂危害,无溶剂型加速剂的涂敷,21,ppt课件,加速剂固化优点局限21ppt课件,紫外光固化,优点,高速定位,(10,秒,),易实现自动化,局限,阴影部分难以固化,设备投资,可能使塑料变色或变型,22,ppt课件,紫外光固化优点局限22ppt课件,热固化,优点,简便,易实现自动化,确保固化充分,局限,相对较长的固化时间,(15-30,分钟,),温度曲线的控制,粘结剂在固化前可能流淌,固化炉占空间,能耗高,流程控制,高温可能损坏基材,23,ppt课件,热固化优点局限23ppt课件,双组份固化,优点,有效期长,固化充分,局限,相对较长的固化时间,(15-30,分钟,),必须混合,设备维护保养,报废较多,准确的混合比例,有工作时间限制,24,ppt课件,双组份固化优点局限24ppt课件,导热胶的类型,丙烯酸酯,(,AR),聚氨酯,(,UR),硅酮胶,(,SR),环氧树脂,(,ER),可以填充同类的导热填料,绝缘填料,可以形成热固化组份,可以根据单体的不同而具备不同的特性,25,ppt课件,导热胶的类型丙烯酸酯(AR)可以填充同类的导热填料,绝缘填,丙烯酸酯粘结剂,丙烯酸酯,/,聚氨酯,c.,玻璃化温度,(,Tg),60,C,b.,加速剂,/,热固化,易自动涂胶,产品有效期长,a.,单组份系统,d.,剪切强度高,1000,psi,OUTPUT,315,383,384,3151,3870,3871,3872,3873,AR,4,4,4,4,4,AR/UR,4,4,4,UV,(,fixture),4,4,4,4,Heat Cure,(,Accelerate),4,4,4,4,4,4,4,4,Activator Cure,7387,4,4,4,4,26,ppt课件,丙烯酸酯粘结剂 丙烯酸酯/聚氨酯c.玻璃化温度(Tg,丙烯酸酯粘结剂,优点,对多种基材粘结力佳,内聚力高,模量范围广,耐碳氢化合物的影响,局限,耐高温极限为,300,o,F,大部分是高模量材料,自由基固化会受到氧气抑制作用,27,ppt课件,丙烯酸酯粘结剂优点局限27ppt课件,丙烯酸酯粘结剂典型应用,BGA,与散热片,针状排列与散热片,晶体管与散热片,28,ppt课件,丙烯酸酯粘结剂典型应用BGA与散热片针状排列与散热片晶体管与,紫外,/,热固化丙烯酸酯典型应用,高产量应用,:,晶体管与散热片粘结,29,ppt课件,紫外/热固化丙烯酸酯典型应用高产量应用:晶体管与散热片粘结,环氧树脂粘结剂,3860,3861,3862,a.,双组份混合,-,适配期较长,b.3860,1 hr 65C,3861,2 hrs 100C,3862,2 hrs 100C,c.,剪切强度高,Al-Al(1 ksi),d.,玻璃化温度,(,Tg),高,60,C,e.,导热系数,1.2,W/m-K,30,ppt课件,环氧树脂粘结剂3860,3861,3862a.双组份混,环氧树脂粘结剂,优点,对大部分材料粘结强度高,内聚力高,收缩率低,耐热和耐化学性能佳,玻璃化温度(,Tg),高,局限,对塑料材料粘结力不强,大不份很脆,固化时间长,固化工艺麻烦,卤素含量高,31,ppt课件,环氧树脂粘结剂优点局限31ppt课件,环氧树脂粘结剂典型应用,倒装芯片,灌封,32,ppt课件,环氧树脂粘结剂典型应用倒装芯片灌封32ppt课件,硅酮胶,5403,and 5404,a.,单组份,b.,热固化,150,C*10,分钟,c.,抗热循环性能佳,-40,C,至,150,C,d.,玻璃化温度,(,Tg),低,导热油,40,ppt课件,关心的问题导热性能40ppt课件,关心的问题,导热性能,强度,可维修强度类/拉剪强度=6.9,MPa,高强度类/拉剪强度=17.2,MPa,41,ppt课件,关心的问题导热性能41ppt课件,关心的问题,导热性能,强度,耐冲击振动能力,耐冲击强度,ft-lb5,42,ppt课件,关心的问题导热性能42ppt课件,关心的问题,导热性能,强度,耐冲击振动能力,绝缘强度-耐电压值,1,mm,厚胶层，耐电压值27000伏,43,ppt课件,关心的问题导热性能43ppt课件,关心的问题,导热性能,强度,耐冲击振动能力,绝缘强度-耐电压值,维修方法,用热风吹后，强度会下降，再用工具撬除,44,ppt课件,关心的问题导热性能44ppt课件,关心的问题,导热性能,强度,耐冲击振动能力,绝缘强度-耐电压值,维修方法,保存和使用寿命,38,C,保存，9个月有效期,45,ppt课件,关心的问题导热性能45ppt课件,关心的问题,导热性能,强度,耐冲击振动能力,绝缘强度-耐电压值,维修方法,保存和使用寿命,如何使用,46,ppt课件,关心的问题导热性能46ppt课件,典型装配,47,ppt课件,典型装配47ppt课件,典型装配,促进剂固化型丙烯酸树脂,促进剂涂敷在一个表面,胶涂敷在另一表面,两表面装配,23,分钟固定,完全固化,4 12,小时,边缘24小时脱黏,48,ppt课件,典型装配 促进剂固化型丙烯酸树脂48ppt课件,工艺,1:,无粘结剂,1 支撑条,1,橡胶密封圈,3,螺母,/,螺栓,1,导热薄膜,49,ppt课件,工艺1:无粘结剂1 支撑条49ppt课件,工艺,2:,无粘结剂,1 卡子轨道,1,导热垫片,2,螺丝,50,ppt课件,工艺 2:无粘结剂1 卡子轨道50ppt课件,工艺 3:导热粘结剂,只用胶,紫外光初固,热固化,51,ppt课件,工艺 3:导热粘结剂只用胶51ppt课件,成本比较,在,PCB,板上安装动力元件和散热片,传统方法 导热胶,人工装配时间(,s)56 35,相应装配成本 0.78 0.48,相应材料成本 2个螺钉 涂两次导热胶,2个垫片 涂两次促进剂,2个绝缘衬垫,1个绝缘片,2个锁紧垫片/垫片,2个螺母/锁紧螺母,总计：1.00 0.01 _,总计相应成本 1.78 0.49,52,ppt课件,成本比较在PCB板上安装动力元件和散热片,Question and Answer,53,ppt课件,Question and Answer53ppt课件,