硅凝胶通常用于保护电器元件和装配件以防止冲击、振动、湿气、粉尘、化学物质及其它环境中的污染物。良好的介电凝胶将封装的电子芯片和模具压力减至最低。有机硅供应商配制电子凝胶，以尽量减少引入封装电子的应力，从而优化其机械顺从性。材料硬度常被材料供应商用于产品对比。



用途广泛的硅凝胶

凝胶硬度是材料供应商测定的一种最常见的机械性能，它使用针穿硬度计来测量。这种技术以硬度计压头压入表面的深度作为硬度计量。以恒定的重量、压足尺寸和时间周期，其压足压入的深度表明凝胶的硬度。具体来说，典型的高纯介质硅凝胶（Gel 1-8155）具有0.4毫米的压入深度，软凝胶 (Gel-8170)则有9.0毫米，软硬适中的压入深度应是5.0毫米(Gel-8150为4.5毫米，Gel-8100为6.0毫米)，见图1。

压入深度是有机硅供应商普遍提供的材料性能。然而，它不能直接与装置性能相关。具体地说，压入深度采用静态测量，不会与在大多数电子应用中出现的应力条件相同。因此，动态技术是更相关的表征方法，它们正在慢慢地被材料供应商所接受。



图1、商业产品的压入深度值

设备工程师更通常使用流变特性，如储能模量来预测电气组件中凝胶流。测量时，试样放置在两个平行板之间，并施以恒定量的拉力。这些数据生成存储模量 (G')，用来描述凝胶的弹性行为，并用于预测在高频率运行时的凝胶性能。

硅凝胶可以按特定的存储模量来配方设计。高纯介质硅凝胶(Gel-8155)具有高储能模量，意思是它需要较大的应力来使其变形（例如，应变），见图2。(注：这项研究中，研究样品使用40毫米间隙平行板几何形状进行测试。以每分钟65℃的升温速度进行，其温度坡度与产品的硫化曲线一致。在150℃有1000秒的热炼时间。应力在1.0%拉力应变和1Hz频率下检测。）



图2、商业产品（正方形）和定制有机硅（方块）测定的压入深度与其储能模量之间的相关性

高纯介质硅凝胶的储能模量不受振动频率所支配，可抑制大多数应用中的振动，使其成为有效的灌封胶。相比之下，低的储能模量在应力下易变形。一种软凝胶 (Gel-8170)的储能模量也是高度依赖应变频率。因此凝胶中的变形率依赖于应用中的应变应力。其结果是，软凝胶必须与金属弹簧片结合，以有效地抑制电子元器件的振动。

由材料供应商所用的压入深度和装置制造商所用的存储模量具有一定的相关性。对比高纯介质硅凝胶，软凝胶有较高的压入深度和较低的储能模量。然而，很容易识别使用储能模量的高纯介质硅凝胶的细小差异。由于这一原因，大多数供应商使用储能模量优化配方，并可以在这些电子灌封胶和封装材料技术数据表中报告这些值。在没有为特定商业材料提供数据的情况下，在这些表中提供关联的数据可以为预测有机硅凝胶行为提供指引，从而为电子应用选择适当的凝胶。