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导热垫怎么使用?导热垫选择方法及应用特点

发布日期:2019-03-15


导热垫资讯文章:导热垫是高性能间隙填充导热材料,主要用于电子设备与散热片或产品外壳间的传递界面。具有良好的粘性、柔性、良好的压缩性能以及具有优良的热传导率。使其在使用中能完全使电子原件和散热片之间的空气排出,以达到接触充分。散热效果明显增加。


为什么要应用导热垫

随着电子设备不断将更强大的功能集成到更小组件中, 温度控制已经成为设计中至关重要的挑战之一,即在架构紧缩,操作空间越来越小的情况下,如何有效地带走更大单位功率所产生的更多热量。

设计者们一直致力于提高各类服务器的CPU速度和处理能力,这就需要微处理器不断地改善散热性能。但是在其他应用领域,诸如视频游戏控制台、图像设备以及需要更高性能支撑高清晰图像的数字应用中,也有对更强的计算性能的需求。

于是,芯片制造商比以往任何时候更关注导热材料(导热垫)和其他能够带走多余热量的技术,这些热量对组件稳定性和寿命均有反作用。众所周知,接合处的操作温度对电路(晶体管)耐用性有极大影响,温度小幅降低(10℃-15℃)便能够使设备寿命增加两倍。更低的操作温度同样能缩短讯号延迟,从而有助于提高处理速度。此外,更低的温度还能减少设备的闲置功率耗散(耗散功率),能减少总功率耗散热。


导热垫应用特点

导热垫具有一定的柔韧性、优良的绝缘性、压缩性、表面天然的粘性,专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产,能够填充缝隙,完成发热部位与散热部位间的热传递,该类产品可任意裁切,利于满足自动化生产和产品维护。 硅胶导热绝缘垫的工艺厚度从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,专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产,能够填充缝隙,完成发热部位与散热部位的热传递,同时还起到减震 绝缘 密封等作用,能够满足社设备小型化 超薄化的设计要求,是极具工艺性和使用性的新材料而被广泛应用于电子电器产品中。


导热垫与导热硅脂的区别

①导热系数:导热硅胶垫和导热硅脂的导热系数,分别是1.9-3.0w/m.k和0.8-3.8w/m.k。
②绝缘:导热硅脂因添加了金属粉绝缘差,导热硅胶垫垫绝缘性能好.1mm厚度电气绝缘指数在4000伏以上。
③形态:导热硅脂为凝膏状 ,导热硅胶垫为片材。
④使用:导热硅脂需用心涂抹均匀(如遇大尺寸更不便涂抹),易脏污周围器件而引起短路及刮伤电子元器件;导热硅胶垫可任意裁切,撕去保护膜直接贴用,公差很小,干净,节约人工成本。
⑤厚度:作为填充缝隙导热材料,导热硅脂受限制,导热硅胶垫厚度从0.5-10mm不等,应用范围较广。
⑥导热效果:同样导热系数的导热硅脂比软性硅胶导热片要好,因为导热硅脂的热阻小。因此要达到同样导热效果,导热硅胶垫的导热系数必须要比导热硅脂高。
⑦重新安装方便,而导热硅脂拆装后重新再涂抹不方便。

⑧价格:导热硅脂已普遍使用,价格较低.导热硅胶垫多应用在笔记本电脑等薄小精密的电子产品中,价格稍高。 


导热垫的选择方法

基体的选择

导热垫片常见的有三种高分子材料作为基体,有机硅、聚氨酯和丙烯酸树脂。后两张一般也称为无硅导热垫片。有机硅导热垫片继承了有机硅材料的特性,是应用最广的一类导热垫片,但有一个缺点是硅油析出,在一些场合(比如光学设备、硬盘等)无法使用。无硅垫片的主要优点是无硅油析出,缺点也很明显,包括耐温性稍差,硬度偏大等。

导热率的选择

该选用何种导热率的垫片,则需要结合使用的应用环境和要求来决定。首先是看元件的发热量,其次是设计间隙厚度、希望降低的温度和传热面积。根据这些就根据傅里叶方程估算出面积热阻,再根据不同导热率垫片的厚度热阻曲线就可以决定需要的产品。

结构的选择

常见导热垫片的结构类型三种结构类型的导热垫片各有优缺,都有其独特之处。一般来说,加入增强材料后会提升物理强度,但是会牺牲一些导热性能。如果规格比较大,对于厚的产品影响不大,但对于薄(<1mm)的产品则有一定的影响,无增强材料的垫片都会发生伸长等情况,严重的会发生破裂,而加入增强材料的垫片强度大,不会发生尺寸变化。矽胶布在表面的垫片则具有耐刺穿和更好的电绝缘性。

厚度的选择

垫片的厚度一般需要根据设计的间隙宽度来选择,推荐压缩20-50%厚度后接近间隙厚度的规格。比如间隙厚度为1.5mm,则可推荐2.0mm的产品,因为2.0的产品压缩25%后和间隙厚度一致。这个厚度的产品既可以保证填满间隙,有不至于产生过大的应力。下图为某款导热垫的压缩率曲线,从图中可以大概了解某一压缩率下瞬间压缩应力的大小,一个好消息是维持该压缩率的应力则远小于瞬间压缩应力。


导热垫品牌

国内外2019十大导热垫品牌是美国贝格斯Bergquist,美国莱尔德Laird,美国3m,美国派克固美丽Parker Chomerics,美国道康宁Dowcorning,DENK日本电气化学,日本富士高分子Fujipoly,日本信越ShinEtsu,深圳三一,深圳华能智研。

导热垫

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