第082問｜為什麼導熱率提高後接著力下降？

Why Does Adhesion Decrease When Thermal Conductivity Increases?

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精髓簡答

導熱率提高後接著力下降，是導熱接著系統最常見的工程矛盾之一。

原因在於提高導熱率的主要方法。

通常是增加導熱填料比例。

然而填料增加後。

樹脂比例同步下降。

界面形成能力減少。

材料韌性下降。

最終造成接著性能衰退。

因此導熱與接著力之間。

並非完全對立。

但確實存在設計上的競爭關係。

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為什麼會發生？

接著力主要來自：

    •    潤濕能力
    •    界面作用力
    •    高分子網路結構

導熱率則主要來自：

    •    氧化鋁
    •    氮化硼
    •    氮化鋁

等無機填料。

當填料比例提高後。

可參與接著的樹脂比例減少。

界面形成效率開始下降。

因此兩種性能容易出現拉鋸現象。

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工程拆解

關鍵因素一｜樹脂比例下降

導熱填料增加後。

有效接著成分減少。

界面形成能力下降。

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關鍵因素二｜潤濕能力下降

高填充系統黏度提高。

材料較難完全潤濕基材表面。

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關鍵因素三｜脆性增加

無機填料提高後。

延伸率下降。

材料較容易產生裂紋。

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關鍵因素四｜應力集中增加

填料與樹脂模數差異大。

局部應力開始集中。

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關鍵因素五｜界面缺陷增加

填料團聚後。

容易形成微缺陷區域。

降低接著穩定性。

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現場最常見誤區

誤區一

導熱率越高越好。

產品仍需具備可靠接著能力。

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誤區二

只要增加填料即可提升性能。

大量副作用同步出現。

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誤區三

接著力下降一定來自膠種問題。

填料設計更常見。

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一句工程判斷

「導熱率提升是在增加熱通道，同時也可能削弱接著通道。」

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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，

高導熱產品開發最困難的部分。

從來不是提升導熱率。

而是在提升導熱率後。

仍維持足夠接著性能。

大量配方失敗案例皆源於過度追求高填充量。

因此工程設計時。

應先定義產品真正需求。

再決定導熱率目標。

而非單純追求最高數值。

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相關名詞

    •    Thermal Conductivity（導熱率）
    •    Thermal Adhesive（導熱膠）
    •    Thermal Filler（導熱填料）
    •    Adhesion（接著力）
    •    Wetting（潤濕）
    •    Rheology（流變學）
    •    Alumina（氧化鋁）
    •    Boron Nitride（氮化硼）
    •    Stress Concentration（應力集中）
    •    Electronic Materials（電子材料）