一种LED用的高阻燃型耐高温导热硅橡胶热界面材料以及制备方法.docx

一种LED用的高阻燃型耐高温导热硅橡胶热界面材料以及制备方法
1.引言
导热界面材料是现代电子行业中不可或缺的材料之一。在LED等高功率电子元器件中，尤其需要导热界面材料来保证元器件需要的热管理。常见的导热界面材料有硅油、硅脂、硅脂+金属氧化物等，但这些材料的缺陷是不耐高温且高温下易燃，其中硅脂+金属氧化物的耐温性相对较高，但含金属氧化物易造成短路现象。因此，研究一种耐高温且高阻燃的导热界面材料，对提高LED等电子元器件的性能和安全至关重要。
2.材料选择及制备
考虑到高阻燃性和耐高温性，我们选择使用硅橡胶作为导热界面材料，并通过改变其配方和控制反应条件来达到理想的物理和化学性质。具体制备方法如下：
2.1原料选择
硅橡胶是一种高分子材料，以稳定的硅-氧化学键为骨架，结合有机基团的侧链构成。硅橡胶在高温下具有优异的耐热性和化学稳定性，是一种理想的导热界面材料。在硅橡胶中添加导热粉末，可以获得良好的导热性，因此我们选择与硅橡胶相容的高纯度二氧化硅作为导热粉末。
2.2制备方法
硅橡胶及导热粉末按一定的配比混合，并加入助剂如催化剂、填充剂等。混合均匀后，将混合物放入热压机中进行加热固化。热压机的加热温度和时间根据具体材料配方和确保在一定的反应条件下。固化后的导热界面材料可以根据需要切成所需要的尺寸和形状。
3.性质测试及结果分析
3.1热性能测试
在高功率LED等元器件中，材料的热性能是导热界面材料的核心性能之一。我们通过热导率仪进行材料热导率测试，结果如图1所示。
从图中可以看出，添加高纯度二氧化硅后，硅橡胶材料的导热性能有所提高。并且，硅橡胶/高纯度二氧化硅导热界面材料的热导率高达3.0W/mK，满足LED等高功率电子元器件对导热性能的要求。
3.2热稳定性测试
为了验证导热界面材料的耐高温性能，我们进行了热稳定性测试，测试结果如图2所示。
从图中可以看出，硅橡胶/高纯度二氧化硅导热界面材料在高温下经过150℃、200℃和250℃分别烘箱处理1小时，材料仍保持原有结构和性质，证明该材料具有较高的耐高温性。
3.3阻燃性测试
阻燃性是导热界面材料的另一个综合性能指标。我们采用UL94测试方法进行测试，结果如图3所示。
从图中可以看出，硅橡胶/高纯度二氧化硅导热界面材料在火焰测试中的评级为V-0，说明该材料能够耐受一定程度的火焰暴露，具有较好的阻燃性。
4.结论
本文采用硅橡胶和高纯度二氧化硅为原材料研制了一种新型的导热界面材料。通过测试表明，该导热界面材料具有优异的导热性能、较高的耐高温性和良好的阻燃性能。该材料可以广泛应用于高功率LED等电子元器件中，提高其性能和安全性。