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第081問｜導熱膠如何提高導熱率？

How Can Thermal Conductivity Be Improved in Thermal Adhesives?

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精髓簡答

導熱膠（Thermal Adhesive）的導熱能力主要來自導熱填料，而非樹脂本身。

大部分接著樹脂導熱率僅約：

0.1~0.3 W/m·K。

因此若要提高導熱率。

必須建立有效的熱傳導網路（Thermal Network）。

常見方法包括：

    •    提高導熱填料含量
    •    優化粒徑分布
    •    改善填料分散
    •    降低界面熱阻
    •    建立連續導熱路徑

然而導熱率提升後。

施工性與接著性能往往同步受到挑戰。

因此高導熱配方設計屬於多目標平衡工程。

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為什麼會發生？

熱傳導需要連續路徑。

樹脂本身屬於熱絕緣材料。

熱量傳遞效率有限。

當導熱填料彼此接觸後。

開始形成熱流通道。

導熱率逐步提高。

因此導熱膠本質上是在建立高效率熱傳輸網路。

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工程拆解

關鍵因素一｜提高填料含量

導熱路徑數量增加。

導熱率開始提升。

但黏度同步上升。

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關鍵因素二｜優化粒徑分布

大顆粒與小顆粒搭配時。

堆積效率提高。

空隙減少。

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關鍵因素三｜選擇高導熱材料

常見導熱填料包括：

    •    氧化鋁
    •    氮化硼
    •    氮化鋁
    •    氧化鎂

其導熱能力差異極大。

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關鍵因素四｜改善分散品質

團聚現象會阻礙熱流傳遞。

降低實際導熱率。

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關鍵因素五｜降低界面熱阻

填料與樹脂之間。

存在熱阻抗。

界面處理可改善傳熱效率。

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現場最常見誤區

誤區一

填料越多導熱率一定越高。

後期提升幅度逐漸下降。

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誤區二

只要導熱率高就代表產品優秀。

施工性同樣重要。

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誤區三

導熱填料都一樣。

不同材料差異極大。

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一句工程判斷

「高導熱配方的目標不是填料最多，而是熱路徑最有效率。」

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APLC觀點

根據亞瑪里高分子於電子材料與導熱接著系統開發經驗，

導熱率提升過程中。

最容易被忽略的是流變特性。

當填料含量超過一定比例後。

導熱率提升開始趨緩。

黏度卻快速上升。

因此配方設計應同時考慮：

    •    導熱率
    •    接著力
    •    黏度
    •    施工性

才能建立可量產系統。

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相關名詞

    •    Thermal Conductivity（導熱率）
    •    Thermal Adhesive（導熱膠）
    •    Thermal Filler（導熱填料）
    •    Alumina（氧化鋁）
    •    Boron Nitride（氮化硼）
    •    Aluminum Nitride（氮化鋁）
    •    Interface Thermal Resistance（界面熱阻）
    •    Rheology（流變學）
    •    Dispersion（分散）
    •    Electronic Materials（電子材料）