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垫片与导热垫片体积电阻率的关键影响因素解析

垫片与导热垫片体积电阻率的关键影响因素解析

垫片与导热垫片体积电阻率的核心影响因素

在电子器件散热与电气绝缘设计中,导热垫片作为关键材料,其体积电阻率(Volume Resistivity)直接关系到设备的电气安全与长期稳定性。体积电阻率是衡量材料阻止电流通过能力的重要参数,单位为Ω·cm。以下是影响垫片及导热垫片体积电阻率的主要因素:

1. 基材材料成分

导热垫片通常由硅橡胶、聚氨酯或环氧树脂等高分子基材添加导热填料(如氧化铝、氮化硼、碳纳米管等)制成。不同基材的本征电绝缘性能差异显著。例如,纯硅橡胶具有较高的体积电阻率(可达10^14 Ω·cm以上),而若使用导电性填料过多,会降低整体电阻率。

2. 导热填料种类与含量

导热填料不仅提升导热性能,也显著影响电学特性。如碳系填料(炭黑、石墨烯)具有导电性,当添加量超过临界阈值(即导电通路形成点),会导致体积电阻率急剧下降。相反,非导电填料如氧化铝、氮化硼虽能提升导热性但对电阻率影响较小,更利于维持高绝缘性。

3. 材料均匀性与加工工艺

填料分散不均易形成局部导电通道,导致体积电阻率下降。此外,硫化温度、压力、时间等固化工艺会影响分子链交联密度,从而改变材料内部结构致密性。交联度越高,自由电荷迁移越困难,体积电阻率越高。

4. 环境温湿度与老化效应

高温高湿环境下,材料可能吸湿,水分作为离子导体可显著降低体积电阻率。长期使用后,材料可能发生氧化或裂解,破坏绝缘结构,导致电阻率衰减。因此,耐候性与长期稳定性测试至关重要。

5. 厚度与表面状态

虽然体积电阻率是材料固有属性,不受厚度直接影响,但实际测量中若样品过薄或表面存在污染物、划痕,可能引入测量误差。标准测试需采用标准厚度(如1-2mm)和洁净表面。

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