導熱墊資訊文章:導熱墊是高性能間隙填充導熱材料,主要用于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原件和散熱片之間的空氣排出,以達到接觸充分。散熱效果明顯增加。
為什么要應用導熱墊
隨著電子設備不斷將更強大的功能集成到更小組件中, 溫度控制已經成為設計中至關重要的挑戰之一,即在架構緊縮,操作空間越來越小的情況下,如何有效地帶走更大單位功率所產生的更多熱量。
設計者們一直致力于提高各類服務器的CPU速度和處理能力,這就需要微處理器不斷地改善散熱性能。但是在其他應用領域,諸如視頻游戲控制臺、圖像設備以及需要更高性能支持高清晰圖像的數字應用中,也有對更強的計算性能的需求。
于是,芯片制造商比以往任何時候更關注導熱材料(導熱墊)和其他能夠帶走多余熱量的技術,這些熱量對組件穩定性和壽命均有反作用。眾所周知,接合處的操作溫度對電路(晶體管)耐用性有極大影響,溫度小幅降低(10℃-15℃)便能夠使設備壽命增加兩倍。更低的操作溫度同樣能縮短訊號延遲,從而有助于提高處理速度。此外,更低的溫度還能減少設備的閑置功率耗散(耗散功率),能減少總功率耗散熱。
導熱墊應用特點
導熱墊具有一定的柔韌性、優良的絕緣性、壓縮性、表面天然的粘性,專門為利用縫隙傳遞熱量的設計方案生產,能夠填充縫隙,完成發熱部位與散熱部位間的熱傳遞,該類產品可任意裁切,利于滿足自動化生產和產品維護。 硅膠導熱絕緣墊的工藝厚度從0.5mm~5mm不等,每0.5mm一加,即0.5mm 1mm 1.5mm 2mm~5mm,特殊要求可增至15mm,專門為利用縫隙傳遞熱量的設計方案生產,能夠填充縫隙,完成發熱部位與散熱部位的熱傳遞,同時還起到減震 絕緣 密封等作用,能夠滿足社設備小型化 超薄化的設計要求,是極具工藝性和使用性的新材料而被廣泛應用于電子電器產品中。
導熱墊與導熱硅脂的區別
①導熱系數:導熱硅膠墊和導熱硅脂的導熱系數,分別是1.9-3.0w/m.k和0.8-3.8w/m.k。
②絕緣:導熱硅脂因添加了金屬粉絕緣差,導熱硅膠墊墊絕緣性能好.1mm厚度電氣絕緣指數在4000伏以上。
③形態:導熱硅脂為凝膏狀 ,導熱硅膠墊為片材。
④使用:導熱硅脂需用心涂抹均勻(如遇大尺寸更不便涂抹),易臟污周圍器件而引起短路及刮傷電子元器件;導熱硅膠墊可任意裁切,撕去保護膜直接貼用,公差很小,干凈,節約人工成本。
⑤厚度:作為填充縫隙導熱材料,導熱硅脂受限制,導熱硅膠墊厚度從0.5-10mm不等,應用范圍較廣。
⑥導熱效果:同樣導熱系數的導熱硅脂比軟性硅膠導熱片要好,因為導熱硅脂的熱阻小。因此要達到同樣導熱效果,導熱硅膠墊的導熱系數必須要比導熱硅脂高。
⑦重新安裝方便,而導熱硅脂拆裝后重新再涂抹不方便。
⑧價格:導熱硅脂已普遍使用,價格較低.導熱硅膠墊多應用在筆記本電腦等薄小精密的電子產品中,價格稍高。
導熱墊的選擇方法
基體的選擇
導熱墊片常見的有三種高分子材料作為基體,有機硅、聚氨酯和丙烯酸樹脂。后兩張一般也稱為無硅導熱墊片。有機硅導熱墊片繼承了有機硅材料的特性,是應用最廣的一類導熱墊片,但有一個缺點是硅油析出,在一些場合(比如光學設備、硬盤等)無法使用。無硅墊片的主要優點是無硅油析出,缺點也很明顯,包括耐溫性稍差,硬度偏大等。導熱率的選擇
該選用何種導熱率的墊片,則需要結合使用的應用環境和要求來決定。首先是看元件的發熱量,其次是設計間隙厚度、期望降低的溫度和傳熱面積。根據這些就根據傅里葉方程估算出面積熱阻,再根據不同導熱率墊片的厚度熱阻曲線就可以決定需要的產品。結構的選擇
常見導熱墊片的結構類型三種結構類型的導熱墊片各有優缺,都有其獨特之處。一般來說,加入增強材料后會提升物理強度,但是會犧牲一些導熱性能。如果規格比較大,對于厚的產品影響不大,但對于薄(<1mm)的產品則有一定的影響,無增強材料的墊片都會發生伸長等情況,嚴重的會發生破裂,而加入增強材料的墊片強度大,不會發生尺寸變化。矽膠布在表面的墊片則具有耐刺穿和更好的電絕緣性。
厚度的選擇
墊片的厚度一般需要根據設計的間隙寬度來選擇,推薦壓縮20-50%厚度后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2.0的產品壓縮25%后和間隙厚度一致。這個厚度的產品既可以保證填滿間隙,有不至于產生過大的應力。下圖為某款導熱墊的壓縮率曲線,從圖中可以大概了解某一壓縮率下瞬間壓縮應力的大小,一個好消息是維持該壓縮率的應力則遠小于瞬間壓縮應力。
導熱墊品牌
國內外2019十大導熱墊品牌是美國貝格斯Bergquist,美國萊爾德Laird,美國3m,美國派克固美麗Parker Chomerics,美國道康寧Dowcorning,DENK日本電氣化學,日本富士高分子Fujipoly,日本信越ShinEtsu,深圳三一,深圳華能智研。