Epoxidharz vs. Silikon: Der "Temperaturbeständigkeits-" und "Materialeigenschaften-"Konflikt bei wärmeleitenden Einkapselungsgelen

In Hochleistungs-Elektronikgeräten wie Neufahrzeugen, 5G-Basisstationen und industriellen Netzteilen bestimmen Wärmeableitung und Temperaturbeständigkeit direkt die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Produkte. Als die beiden wichtigsten wärmeleitenden Einkapselungsmaterialien weisen Epoxidharz und Silikon in ungünstigen Temperaturumgebungen deutlich unterschiedliche Leistungen auf. Dieser Artikel untersucht die Wahrheit dieser "Kalt-und-Feuer"-Konfrontation aus drei Aspekten: Temperaturbeständigkeit, Materialeigenschaften und Anwendungsszenarien.

1. Wärmebeständigkeit:
Epoxidharz: Hochtemperatur-Kern, bei niedrigen Temperaturen anfällig für Risse
Der Betriebstemperaturbereich von Epoxidharz-Vergussmasse liegt typischerweise zwischen -45℃ und 180℃. Sein Hauptvorteil liegt in seiner Stabilität in Hochtemperaturumgebungen: Nach dem Aushärten bildet es eine dreidimensionale Netzwerkstruktur mit einem hohen Vernetzungsgrad, die hohen Temperaturen ohne Verformung standhalten kann. Es eignet sich für Außenbeleuchtungskörper, Zündvorrichtungen für Autos und andere Hochtemperaturanwendungen.
Kritische Schwäche: Schlechte Beständigkeit gegen Temperaturschocks. Während schneller Temperaturwechsel von -45℃ bis 130℃ neigt Epoxidharz aufgrund der Ansammlung von thermischer Spannung zur Entwicklung von Mikrorissen, was zu einer Abnahme der Feuchtigkeitsbeständigkeit führt.
Organosilicium: Weitbereichs-Elastomer, beständig gegen Kälte und Hitze
Der Anwendungsbereich von organischem Silizium-Wärmeleit-Vergussmasse liegt zwischen -45℃ und 200℃. Das Silizium-Sauerstoff-Rückgrat der Verbindung verleiht dem Material eine sehr niedrige Glasübergangstemperatur, wodurch es bei niedrigen Temperaturen elastisch bleibt und die durch Wärmeausdehnung und -kontraktion verursachte Spannung absorbieren kann.
Zusätzlicher Wert: Die hydrophobe Silizium-Sauerstoff-Struktur von Organosilicium ermöglicht ihm inhärente feuchtigkeitsbeständige Eigenschaften. Die Isolationswiderstands-Abschwächungsrate in einer feuchten Umgebung beträgt nur 1/3 der von Epoxidharz.

2. Materialeigenschaften:
Die Wärmeleitfähigkeit von Epoxidharz-Vergussmasse liegt im Bereich von 1,2 bis 4,5 W/m·K. Es hat eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit, Haftfähigkeit, einen geringen Schrumpf, eine niedrige Viskosität, eine einfache Gasemission, eine gute Lösungsmittelbeständigkeit, Wasserdichtigkeit, eine lange Arbeitszeit und eine ausgezeichnete Temperaturschockbeständigkeit.
Organisches Silizium-Wärmeisolations- und Dichtungsklebstoff hat eine Wärmeleitfähigkeit von 0,6 bis 3,5 W/m·K. Es verfügt über ausgezeichnete Isolationseigenschaften, und sein Hauptvorteil liegt in: schneller Wärmeableitung: Der kugelförmige Bornitrid-Füllstoff bildet ein dreidimensionales Wärmeleitungsnetzwerk, und der Wärmeübertragungsweg ist 30 % kürzer als der von Epoxidharz; das Nasshärte- oder Vakuum-Entgasungsverfahren kann über 99 % der Blasen eliminieren und so Heißwiderstands-Hotspots vermeiden; nach dem Aushärten bildet es ein Elastomer mit einer Shore-A-Härte von 15 bis 65, das mechanische Schwingungen absorbieren und verhindern kann, dass Komponenten durch thermische Belastung beschädigt werden.

3. Anwendungsszenarien:
Epoxidharz-Vergussmasse: Anwendbare Szenarien: Umgebungstemperatur, hohe mechanische Festigkeitsanforderungen und solche, die keine häufige Wartung erfordern, wie z. B. Zündvorrichtungen für Kraftfahrzeuge, Sensoren und Ringkerntransformatoren.
Organisches Silizium-Wärmeisolations- und Dichtungsklebstoff: Anwendbare Szenarien: Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsumgebungen, hochfrequente Vibrationen und komplexe elektronische Systeme, die eine schnelle Wärmeableitung erfordern, wie z. B. Batteriepacks von Neufahrzeugen, 5G-Basisstations-Leistungsverstärker und Photovoltaik-Wechselrichter.