導(dǎo)熱絕緣材料電暈處理技術(shù)
隨著當(dāng)代電子技術(shù)迅速的發(fā)展，電子元器件的集成程度和組裝密度不斷提高，在提供了強大的使用功能的同時，也導(dǎo)致了其工作功耗和發(fā)熱量的急劇增大。高溫將會對電子元器件的穩(wěn)定性、可靠性和使用壽命產(chǎn)生不利的影響。因此為確保證電子元器件所產(chǎn)生的熱量能夠及時的排出，已經(jīng)成為微電子產(chǎn)品系統(tǒng)組裝的一個重要方面。
導(dǎo)熱界面材料(ThermalInterfaceMaterial，TIM)，是一種普遍應(yīng)用于IC封裝和電子散熱的材料，主要用于填補兩種材料接合或接觸時產(chǎn)生的微空隙和凹凸不平的表面，減小熱阻，提高器件的散熱性能。絕緣導(dǎo)熱墊片多為導(dǎo)熱填料與硅樹脂共混并硫化成的片狀導(dǎo)熱材料，結(jié)合了導(dǎo)熱填料的高導(dǎo)熱性及高分子彈性材料優(yōu)異的表面彈性、電氣絕緣性及化學(xué)穩(wěn)定性，從而成為一類重要的導(dǎo)熱界面材料，具有高絕緣性和導(dǎo)熱性能、低滲油、無污染、較好的柔韌性和彈性以及便于成型和裁切，耐候性出色，長期使用可靠性高，便于拆卸的特點。
樹脂基的導(dǎo)熱材料本身不具有粘性，與聚丙烯酸系壓敏膠粘劑貼合可以改善導(dǎo)熱墊片的可裝配性。但是硅-氧是構(gòu)成硅樹脂硅氧鏈的骨架，這種螺旋機構(gòu)的硅氧鏈，使鏈間相互作用力小，表面張力小，因此，硅樹脂基的導(dǎo)熱材料表面張力也極低，只有通過表面處理工藝增強導(dǎo)熱材料的表面極性和表面粗糙度，才能保證壓敏膠粘劑和導(dǎo)熱材料表面好的貼合。電暈作為常規(guī)的表面處理技術(shù)，具有處理材料范圍廣，高效，且操作簡單，容易控制，處理深度只有納米級，不影響材料機械性能的特點，所以，電暈廣泛使用在對薄膜印刷、涂布和復(fù)合工藝的表面處理中。電暈處理原理是通過在電極上施加高頻高壓電，使電極電暈放電。氣體電離后產(chǎn)生的各種能量粒子在強電場的作用下，被加速沖擊處在電極之間的材料表面上，使材料表層分子鏈的化學(xué)鍵斷裂而降解，增加表面的粗糙度。在電暈放電時，伴隨產(chǎn)生大量的強氧化劑臭氧，能使高聚物材料表層分子氧化，生成羰基化合物和過氧化合物等。經(jīng)過上述改性后，達(dá)到改善其表面潤濕性和附著性的目的。
電暈機中使用硅橡膠輥作為一種電介質(zhì)，但是隨著硅橡膠長時間在高能和高溫下的逐漸老化磨損，甚至擊穿，其介電常數(shù)也會發(fā)生變化，而影響最終的電暈質(zhì)量。而且溫度對老化壽命影響很大，溫度升高可能導(dǎo)致空間電荷活性增強，易發(fā)生局部放電使絕緣壽命縮短，這樣也會影響到被電暈的導(dǎo)熱絕緣材料的性能。隨著電暈的進(jìn)行，會產(chǎn)生大量的熱量，直接導(dǎo)致被電暈材料以及電暈機內(nèi)的硅膠輥表面溫度急劇升高。有研究認(rèn)為，被電暈材料隨著表面溫度的增高，電暈處理程度會加大，使材料表面分子的穩(wěn)定性變差，增大了表面分子遷移的比例，不利于材料表面的高表面能區(qū)域的形成，部分抵消了通過電暈增加材料表面張力的作用。而過低的溫度會使材料表面的分子在極化時能量不足，造成處理表面張力不充分的問題。所以，把材料表面溫度控制在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)是電暈處理的一個關(guān)鍵問題。
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