選擇一款稱心如意的導熱墊片,有多不容易?

上海九櫻新材料 發佈 2022-11-24T09:32:45.632289+00:00

導熱墊片是高性能間隙填充導熱材料,主要用於電子設備與散熱片或產品外殼間的傳遞界面,具有良好的粘性、柔性、良好的壓縮性能以及具有優良的熱傳導率,使其在使用中能完全使電子元件和散熱片之間的空氣排出,以達到充分接觸,將熱量從分離器件或整個PCB傳導到金屬外殼或擴散板上,從而提高發熱電子

導熱墊片是高性能間隙填充導熱材料,主要用於電子設備與散熱片或產品外殼間的傳遞界面,具有良好的粘性、柔性、良好的壓縮性能以及具有優良的熱傳導率,使其在使用中能完全使電子元件和散熱片之間的空氣排出,以達到充分接觸,將熱量從分離器件或整個PCB傳導到金屬外殼或擴散板上,從而提高發熱電子組件的使用效率和壽命。

導熱墊片應用

導熱墊片的應用非常廣泛,涉及晶片組、IC控制器;通訊類硬體;汽車控制組件;消費類電子產品;智能家電等領域。如何針對不同的應用選擇合適的導熱墊片呢?


一、基材的選擇

常見的導熱墊片的基材有兩種高分子材料:有機矽、非矽。

應用最廣泛的導熱墊片就數有機矽導熱墊片了,其繼承了有機矽良好的耐溫性(-50℃~200℃),耐化學腐蝕等特性;但在長期使用中會釋放矽油小分子,在一些場合,比如光學設備、高靈敏探頭、高清攝像頭等高端電子電器行業上使用可能會受到限制。


相反,非矽導熱墊片(相變化材料)解決了有機矽導熱墊片矽油小分子釋放的問題,避免雷射探頭霧化,不會影響元器件,從而保證精密電子產品的穩定性。



二、導熱率的選擇

對於導熱率的選擇則需要結合應用環境和要求決定。

第一:看電子元器件的發熱量。功率越高,發熱量越大,需要散發的熱量越大,因此需要導熱墊片的導熱率越高。

第二:看設計間隙厚度、期望降低的溫度值和傳熱面積。根據傅立葉方程估算電子元器件的面積熱阻,再結合不同導熱率墊片的厚度-熱阻曲線就可以決定所需產品的導熱率了(厚度--熱阻曲線中,兩者基本呈線性關係,斜率是該墊片導熱係數的倒數)。

舉例,某電源功率為5W,晶片和外殼間隙約為2mm,希望晶片溫度能在70℃以下,外殼溫度低於50℃,晶片大小為1in2。

由此計算:面積熱阻I=△T*A/Q=(70℃-50℃)*1in2/5W=4℃*in2/W。說明使用的導熱墊片的面積熱阻必須小於4℃*in2/W。


三、結構的選擇

常見導熱墊片的結構類型有以下三種:

三種結構的導熱墊片各有優缺。一般來說,加入增強材料後可提升墊片的物理強度,但勢必會犧牲部分導熱性能。如果規格比較大,較厚的產品則影響不大,但對於厚度小於1毫米的產品則有一定的影響。無增強材料的常規墊片易發生伸長等情況,嚴重時甚至會發生破裂,而加入增強材料的導熱墊片強度大,不易發生尺寸變化。矽膠布在表面的增強墊片則具有耐刺穿和更好的電絕緣性。


四、厚度的選擇

導熱墊片的厚度一般是根據電子元器件設計間隙寬度來選擇,一般推薦壓縮20%-50%厚度後接近間隙厚度的規格。比如間隙厚度為1.5mm,則可推薦2.0mm的產品,因為2.0mm的導熱墊片壓縮25%後和間隙厚度一致。這個厚度的產品既可以保證填滿間隙,又不至於產生過大的應力。

產品的硬度對壓縮性能影響很大,在物理強度保證的前提下,建議優先選擇低硬度的產品。除了應力更小的原因,低硬度的墊片界面親和性也更好,界面熱阻更低。

霍尼韋爾導熱墊片產品提供多種配方選擇。兩面均具有天然黏性,可以緊密地貼合在設備上,在降低熱阻抗的同時還能減少散熱片的生產成本。

*導熱墊片


*超軟導熱墊片

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