金戈新材谈导热材料：【性能数据】真的那么重要吗？

时间：2020-11-13来源:全球有机硅网

近年来，散热问题一直是消费电子行业高度关注的痛点和难点，“怎么才能用好导热材料”也成了最常被提出的问题。

对于导热领域来说，填料不可谓不重要——尤其是聚合物材料，身为热的不良导体必须要在其中加入大量高导热无机填料，利用这些导热填料自身具有的热传递性，来提升材料的导热性，最终满足元器件的散热要求。

但导热系数是否完全决定了导热复合材料的品质呢？佛山金戈新材料股份有限公司（金戈新材）会告诉你：那不一定。

优秀的工艺更能决定成败

一款优质的导热材料不仅需要具备高导热系数，还需要兼具低热阻等特性。一般来说，采用高导热填料是提高聚合物材料导热性能的主要方法，但是填料的导热系数并不是影响复合材料热阻的唯一指标。根据目前的研究来看，在基体中构建导热通道是提高聚合物基高导热材料导热性能的技术关键。为此，可采用的手段有：

①研究不同类别、形貌及尺寸的填料的协同效应，获取最佳配方

不同的填料之间的协同效应，能使复合材料表现出比单独一种材料更加优异的性能。比如说片状氮化硼就存在明显的各向异性（平面内热导率为300W/(m·K)，穿过平面的热导率通常仅为30W/(m·K)），因此以片状氮化硼搭配球形的六方氮化硼团聚体可促进导热网络形成，改善复合材料穿过平面的热导率。

②让填料在基体中获得最佳的分散、填充效果

聚合物基体与填料的物理、化学性质存在很大差异，两者相互接触形成的界面较弱，容易产生缺陷，最终导致声子在界面处散射严重，阻碍材料导热性能的提高。因此一般需要对填料进行表面功能化处理，改善提高导热填料与基体的相容性。这样在合适（而不是一味增加）的添加量下，就能有效降低复合材料的热阻，提高导热能力。

单一的导热系数不代表全部

上面提到的这些，其实就是金戈新材长期以来专注的工作。都说好的工匠能够化腐朽为神奇，有了优秀工艺的加持，即便产品的性能数据似乎并不那么“好看”，但它们最终呈现出的使用效果却能让人惊艳。为了能更好地解释这一点，金戈新材的田总为我们举了个导热硅脂的例子：

导热硅脂的主要作用是填充发热器件与散热件之间的缝隙，减小接触热阻。现阶段为了提高硅脂的导热系数，一般会往里添加更多的导热填料，这么做的代价是牺牲导热硅脂的刮涂性，刮涂性不好进而就影响排挤接触面空气的效果，间接增大了传热热阻。如果不想牺牲导热硅脂的刮涂性，势必要增大导热填料的粒径，而这又会影响样品的厚度，所以并不是填料导热系数越高，复合材料热阻就越低。

因此，金戈新材会根据这些应用的特定需求，对填料进行更合理的搭配及表面改性处理，从而制得高性能的导热剂产品。比如说他们的客户在硅脂评测中，使用牌号为GD-S250A导热剂制备的硅脂导热系数虽仅有2.0W/(m·K)，但应用在同款LED上时却比市售的某款4.0W/(m·K)硅脂的传热效果更佳。

效果对比图（来源：金戈新材）

当然，为了保证产品的质量稳定性，除了在工艺方面积极创新改进外，金戈新材在原材料及其供应商的选择上精益求精，确保所采用的氧化铝、球形二氧化硅、氮化铝、氮化硼等原材料具备高品质。同时，为了最大程度满足品牌和客户对技术的需求，金戈新材还会对产品进行持续优化迭代，为客户提供全方位、个性化的高分子阻燃导热解决方案。