Resina epoxi vs. Silicona: El "choque de resistencia a la temperatura" y las "propiedades de los materiales" de los geles de encapsulado térmicamente conductivos

En dispositivos electrónicos de alta potencia como vehículos de nueva energía, estaciones base 5G y fuentes de alimentación industriales, la disipación de calor y la resistencia a la temperatura determinan directamente la vida útil y la fiabilidad de los productos. Como los dos principales materiales de encapsulado térmicamente conductivos, la resina epoxi y la silicona tienen un rendimiento significativamente diferente en entornos de temperatura adversos. Este artículo explora la verdad de esta confrontación "frío y fuego" desde tres aspectos: resistencia a la temperatura, características del material y escenarios de aplicación.

1. Resistencia térmica:
Resina epoxi: Núcleo duro a alta temperatura, propenso a agrietarse a baja temperatura
El rango de temperatura de funcionamiento del compuesto de encapsulado de resina epoxi suele ser de -45℃ a 180℃. Su principal ventaja reside en su estabilidad en entornos de alta temperatura: después del curado, forma una estructura de red tridimensional con un alto grado de reticulación, que puede soportar altas temperaturas sin deformarse. Es adecuado para luminarias de exterior, dispositivos de encendido de automóviles y otras aplicaciones de alta temperatura.
Debilidad crítica: Poca resistencia al choque térmico. Durante los ciclos rápidos de temperatura de -45℃ a 130℃, la resina epoxi es propensa a desarrollar microfisuras debido a la acumulación de tensión térmica, lo que resulta en una disminución del rendimiento a prueba de humedad.
Organosilicio: Elastómero de amplio rango de temperatura, resistente tanto al frío como al calor
El rango de aplicación del compuesto de encapsulado térmicamente conductivo de silicio orgánico es de -45℃ a 200℃. La columna vertebral de silicio-oxígeno del compuesto dota al material de una temperatura de transición vítrea muy baja, lo que le permite permanecer elástico a bajas temperaturas y absorber la tensión causada por la expansión y contracción térmica.
Valor adicional: La estructura hidrofóbica de silicio-oxígeno del organosilicio le permite tener propiedades inherentes a prueba de humedad. La tasa de atenuación de la resistencia de aislamiento en un ambiente húmedo es solo 1/3 de la de la resina epoxi.

2. Características del material:
La conductividad térmica del compuesto de encapsulado de resina epoxi oscila entre 1,2 y 4,5 W/m·K. Tiene una excelente operatividad, rendimiento de adhesión, baja tasa de contracción, baja viscosidad, fácil emisión de gases, buena resistencia a los disolventes, propiedad impermeable, un largo tiempo de trabajo y una excelente resistencia al choque térmico.
El adhesivo aislante y sellador térmico de silicio orgánico tiene una conductividad térmica que oscila entre 0,6 y 3,5 W/m·K. Cuenta con excelentes propiedades de aislamiento, y su principal ventaja reside en: conducción rápida del calor: El relleno de nitruro de boro esférico forma una red de conducción de calor tridimensional, y la ruta de transferencia de calor es un 30% más corta que la de la resina epoxi; el curado en húmedo o el proceso de desespumado al vacío pueden eliminar más del 99% de las burbujas, evitando puntos calientes de resistencia al calor; después del curado, forma un elastómero con una dureza Shore A que oscila entre 15 y 65, que puede absorber las vibraciones mecánicas y evitar que los componentes se dañen debido a la tensión térmica.

3. Escenarios de aplicación:
Compuesto de encapsulado de resina epoxi: Escenarios de aplicación: Entorno de temperatura ambiente, requisitos de alta resistencia mecánica y aquellos que no requieren mantenimiento frecuente, como dispositivos de encendido de automóviles, sensores y transformadores de tipo anillo.
Adhesivo aislante y sellador térmico de silicio orgánico: Escenarios de aplicación: Entornos de alta temperatura y alta humedad, vibración de alta frecuencia y sistemas electrónicos complejos que requieren una rápida disipación de calor, como baterías de vehículos de nueva energía, amplificadores de potencia de estaciones base 5G e inversores fotovoltaicos.