【分　 类】 化工与理学
【关 键 词】 电子器件；灌封材料；环氧；有机硅；无机填料
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正文：

国内晨光化工研究所等单位研制出优良的硅橡胶如GN521，GN522，GN581等。它们以双组分硫化橡胶作为材料，具有以下优点。
（l）良好的电性能：其击穿强度≥ 17 MV／m，绝缘电阻≥ 1×10¹³Ω，较小的介电常数ε≤ 3和介电损耗tanδ＜5x10^-4。
（2）优良的防护性能：硫化后形成的弹性体，具有良好的防盐雾、防潮及耐候性，尤其是在抵抗温度－冲击及低温环境中的表现，是环氧类材料所不可比拟的，可在－60℃～200℃条件下长期使用。
（3）方便的可维修性。该材料硫化后与环氧类材料相比，可以比较容易地剥离下来，使元器件的更换和重复使用得以方便的实现，满足了军用装备可维修的要求，降低了产品的维修成本。
（4）工艺性好：该材料在室温下即可配制，粘度低，流动性好，填料的加入容易，室温下硫化，且反应放热峰值低，对元器件的影响小。
（5）其它：该材料硫化后的弹性体有良好的抗震性能。
目前这些产品较多应用于对绝缘导热性能要求较高的电子产品。
3.  复合型灌封材料的选择及实现方案
日本、美国等发达国家在绝缘导热橡胶的研究和应用上进行了大量工作，开发了许多品种，其中某些产品已进入了实用化、商品化阶段，而我国在这方面的研究尚属起步阶段。为适应整机密集化、小型化的发展，也需采用绝缘导热橡胶，然而市售的产品价格高，而且产品质量和供应得不到可靠保证。为此提出高导热性无机填料和接枝改性的有机硅制成复合型灌封材料的新思路就迫在眉睫。
3.1  导热填充料选择
一般来说灌封的基体材料，大都是有机物质，所以导热能力相差不大，要改善灌封材料的导热性能，关键是要加入导热能力强的无机绝缘材料来实现。主要采用以下原则来选择填料：
（1）导热系数高，导热性能好。
（2）绝缘性能好，不降低灌封材料的绝缘性能。
（3）对基体材料无不良影响，不降低灌封材料的防护性。
（4）与基体材料能良好浸润，工艺性好。
经过长期的实践，筛选出符合要求的填料有Al₂O₃和AlN等。其导热系数分别为：在室温25℃下，Al₂O₃为25W／m·k；AlN为 120 W/m·k～250w／m·k。国内目前的研究已较成功的研制出了以有机硅与AI₂O₃混合制成的复合型材料，其物理机械性能及散热效果如表1，表2所示。
表1  绝缘导热灌封橡胶的物理机械性能

项目	测试结果	测试方法
粘度（CP）	5500～5800	GB1232－76
导热率（W/m℃）	0.625	TC－32系数测定仪
体积电阻率（Ω·cm）	9.8×1013	GB1410
表面电阻率（Ω）	2.0×1013	GB1410
击穿电压强度（MV/m）	17.9	GB/T696-81(89)
介电常数（1MHz）	3.98	GBT694-81(89)
介电损耗正切（1MHz）	0.0036	GBT694-81(89)
扯断强度（MPA）	2.4	GB528-76
扯断伸长率（％）	94	GB528-76
撕裂强度（kN/m）	3.2	GB530-76
邵尔硬度	51	GB531-76
比重（kg/m3）	1.68	GB533-76

表2  灌封后的温度变化

加热时间（min）	灌封前器件温度（℃）	灌封后器件温度（℃）
0	19	19
5	53	51
10	63	58
20	74	63
30	84	63
>30	84	63

采用有机硅进行接枝改性并用AlN作为无机填料制成的复合材料其导热系数可达7～8 W/m·k。这种高导热性能的灌封材料成熟生产之后将成为新一代高导热性灌封材料而被广泛应用。
3.2  目前灌封材料存在的问题及改性
3.2.1  气泡的存在使灌封失败
有机硅硫化的胶体中混有气泡，不仅影响产品外观质量，更重要的是影响产品的电气性能和机械性能。由于气泡的存在，无论是胶体中的内应力或是外来的应力，都使它不能连续、均匀地传递，造成应力在气泡处的集中，容易产生裂纹或开裂^[10]，使灌封失败。产生气泡的原因是：
(1）元器件间的狭缝或死角；
(2）粘度大，搅拌不当等造成空气混入；

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