无硅导热垫：预防硅氧烷污染

热管理不再仅仅关乎温度数值，更关乎化学洁净度。在许多高可靠性系统中，非硅基导热垫已从一种小众选择发展成为设计必需品，因为硅基导热材料会悄无声息地污染敏感元件。硅基导热填料中的低分子量硅氧烷会在高温下迁移（“渗出”），并可能凝结在光学器件上，腐蚀电气触点，或阻碍粘合剂和敷形涂层正常润湿。

硅油迁移的科学原理及其危害

传统硅基导热界面材料 (TIM) 的主要问题在于存在低分子量 (LMW) 硅氧烷低聚物。这些分子并未完全交联到聚合物基体中。随着时间的推移，并在热循环的加速作用下，这些低聚物会“渗出”到表面——这一过程称为硅油迁移。

在带有移动电触点的组件中，例如机械继电器或微型开关，迁移的硅油会因电弧产生的热量转化为二氧化硅 (SiO2)，这会形成一层绝缘且具有磨蚀性的层，导致接触电阻急剧升高，最终导致开路故障。其次，硅油是一种低表面能污染物，如果硅油迁移到涂覆敷形涂层、灌封化合物或结构粘合剂的区域，它会阻碍正常的“润湿”，这使得 PCB 容易受到湿气和腐蚀的影响。另外，在相机模块或 LiDAR 传感器中，挥发性硅氧烷会凝结在镜头上，产生“雾化”效应，从而降低信号完整性和传感器精度。

机械和热性能权衡

肖氏硬度和一致性：硅胶垫通常较软（肖氏硬度 00 30-50）。许多无硅导热垫的肖氏硬度为 00 60-80。较高的硬度会增加所需的组装压力，才能达到相似的粘合层厚度 (BLT) 和热性能。

导热系数：现代无硅导热垫富含陶瓷填料，在典型的生产厚度下通常可达到 3.0–7.0 W/m·K 的导热系数。

可返工性：无硅导热垫的粘性可能较低；一些丙烯酸酯配方粘性较高，更难重新定位——因此在组装时需要使用精确定位夹具。

东莞市盛元新材料科技有限公司无硅导热垫参数表

何时应选择非硅胶导热垫

在以下任何情况下，均应使用非硅胶导热垫：

光学/传感器 — 摄像头模块、激光雷达、红外传感器（存在起雾风险）。

高压/电力电子设备 — 对绝缘污染和介电稳定性有要求的应用。

长寿命系统 — 汽车、航空航天等寿命长达 8-15 年以上的应用。

敏感的粘合剂或涂层工艺 — 计划进行后续灌封或敷形涂层的应用。

对于高功率小间隙应用，可考虑混合堆叠方案：在芯片上使用薄型导热界面材料 (TIM) 或相变材料 (PCM)，并使用非硅胶导热垫填充间隙，以确保电气清洁度。

常见问题解答

问：非硅胶导热垫与无硅导热垫是同一种产品吗？

答：是的，“非硅胶”和“无硅”可以互换使用；它们都指不含可迁移硅氧烷化学成分的导热垫。

问：非硅胶导热垫的导热性能可以媲美硅胶导热垫吗？

答：现代丙烯酸和聚氨酯导热垫的导热系数可达 3-7 W/m·K，在正确的粘合层厚度 (BLT) 和夹紧力下，其导热性能可与硅胶导热垫媲美，同时避免了硅氧烷带来的风险。

问：哪些测试可以证明导热垫对光学器件安全？

答：ASTM E595（TML/CVCM）、ATR-FTIR（用于检测 Si-CH₃ 峰）和 GC-MS 热脱附（用于检测挥发性硅氧烷）是典型的认证测试。

问：非硅胶导热垫需要特殊的组装工具吗？

答：通常不需要，但一些高粘性丙烯酸导热垫不易重新定位；建议使用定位夹具和扭矩控制装置。

问：低渗漏硅胶与无硅胶是同一种产品吗？

答：不是。“低渗漏”材料仍然是硅基材料，含有硅氧烷。它们对消费电子产品来说是一种改进，但并不能消除对超敏感光学器件的风险。真正的非硅胶导热垫（聚氨酯或丙烯酸）是唯一 100% 无风险的选择。

问：非硅胶导热垫在运行过程中会熔化吗？

答：大多数非硅胶导热垫是热固性材料。它们不会熔化成液体；相反，它们会保持稳定，直到达到其降解温度。这可以防止通常与低质量导热脂相关的“泄漏”问题。随着功率密度和传感器灵敏度的提高，化学兼容性变得与导热性同等重要。非硅基导热垫片消除了导致现场故障的主要根源之一——硅氧烷迁移，同时在正确选择和组装的情况下，还能提供极具竞争力的导热性能。对于光学器件、高压系统和长寿命产品而言，非硅基导热垫片应该是首选。

确保您的传感器保持清洁，触点保持导电。立即联系我们，索取 ASTM E595 测试报告或获取我们的高性能无硅材料样品套件。

东莞市盛元新材料科技有限公司诚邀新老客户选购我公司产品，我们的团队随时准备为您提供专业咨询和解决方案设计，电话13728841790（刘女士），期待您的来电！本文出自东莞市盛元新材料科技有限公司，转载请注明出处！

更多关于导热材料资讯，请咨询：www.u-sheen.com ，24小时热线电话：137-2884-1790