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      1. 导热材料对比

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        导热材料对比

        导热材料存在的必要性:

                由于机械加工无法做出理想化的平整面,因此CPU、芯片等与散热器之间存在很多沟壑或空隙;因空气是热的不良导体,产生的间隙会严重影响散热效率,使散热器的性能大打折扣,甚至无法发挥作用。因此,导热材料便应运而生。

                 导热材料的作用是填充处理器与散热器之间大大小小的沟壑或空隙,增大发热源与散热片的接触面积,减少空气热阻,提高散热效率。

        常见导热材料的优缺点:

        1、导热胶垫

         

               

               导热胶垫,用于填充发热器件和散热片或金属底座之间的空气间隙,它们的柔性、弹性特征使其能够用于覆盖非常不平整的表面。热量从分离器件或整个PCB传导到金属外壳或扩散板上,从而能提高发热电子组件的效率和使用寿命。在使用中,压力和温度二者是相互制约的,随着温度的升高,在设备运转一段时间后,会产生软化、蠕变、应力松弛现象,机械强度也会下降,密封的压力降低。

        优点:

        1. 1、具有安装、测试、可重复使用的便捷性;
        2. 2、柔软有弹性,压缩性好,能够覆盖非常不平整的表面;
        3. 3、低压下具有缓冲、减震吸音的效果。
        4. 4、良好的导热能力和高等级的耐压绝缘;
        5. 5、性能稳定,高温时不会渗油,清洁度高。

        缺点:

        1. 1、厚度和形状预先设定,使用时会受到厚度和形状限制;
        2. 2、厚度较高,厚度0.5mm以下的导热硅胶片工艺复杂,热阻相对较高;
        3. 3、相比导热硅脂,导热垫片导热系数稍低;
        4. 4、相比导热硅脂,导热垫片价格稍高。

        2、导热胶带

         

         

                导热胶带又叫做导热双面胶,由亚克力聚合物与有机硅胶粘剂复合而成;通常应用于功率不高的热源与小型的散热器之间,用来固定LED散热器等。

        优点:

        1. 1、同时具有导热性能和粘接性能;
        2. 2、具有良好的填缝性能;
        3. 3、操作简单。
        4. 4、一般用于某些发热性较小的电子零件和芯片表面

        缺点:

        1. 1、导热系数比较低,导热性能一般;
        2. 2、无法将过重物体粘接固定;
        3. 3、胶带厚度过厚,与散热片之间无法达成有效传热。
        4. 4、不易拆卸,存在损坏芯片和周围器件的风险,不易拆卸彻底。

        3. 导热相变材料

         

         

                导热相变材料,是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程。导热相变材料,导热性能优越,并且改善了微处理器,存储器模块DC/DC转换器和功率模块的可靠性

        优点:

        1. 1、可返修,可重复使用,涂覆厚度及形状可按需控制;
        2. 2、室温下为固体,但在设备运行期间熔化填补微间隙(不垂流);
        3. 3、导热效果相当于传统导热硅脂,性能更好;
        4. 4、极好的硅脂替代品,不存在传统硅脂硅油挥发变干老化的现象。
        5. 5、无一般硅脂的溢胶现象。
        6. 6、与导热硅脂相比,不存在“充气”效应,长期使用具有高度可靠性;
        7. 7、可点胶、丝网印刷、手动涂覆,可完全自动化操作,大幅提高生产量;
        8. 8、环保

        4、导热硅脂

         

         

                导热硅脂又叫散热硅脂、导热膏等,是目前应用最广泛的的一种导热介质,形状为膏状液态,它是以硅油为原料,并添加增稠剂等填充剂,在经过加热减压、研磨等工艺之后形成的一种酯状物,该物质有一定的黏稠度,没有明显的颗粒感。可以有效的填充各种缝隙;主要应用环境:高功率的发热元器件与散热器之间。

        优点:

        1. 1、液态形式,具有良好润湿性;
        2. 2、导热性性能好、耐高温、耐老化和防水特性;
        3. 3、不溶于水,不易被氧化;
        4. 4、具备一定的润滑性和电绝缘性;
        5. 5、成本低。

        缺点:

        1. 1、无法大面积涂抹,不可重复使用;
        2. 2、产品长时间稳定性不佳,经过连续的热循环后,会引起液体迁移,只剩下填3、充材料,丧失表面润湿性,最终可能导致失效。
        3. 4、由于界面两边的材料热膨胀速率不同,造成一种“充气”效应,导致热阻增加,传热效率降低;
        4. 5、液体态,加工时难以控制,易污染其他部件及材料浪费,增加成本。

        5. 导热胶

         

         

               导热胶,又称导热硅胶,是以有机硅胶为主体,添加填充料、导热材料等高分子材料,混炼而成的硅胶,具有较好的导热、电绝缘性能,广泛用于电子元器件。

        优点:

        1. 1、可固化,具有粘接性能,粘接强度高;
        2. 2、固化后呈弹性体,抗冲击、抗震动;
        3. 3、固化物具有良好的导热、散热功能;
        4. 4、优异的耐高低温性能和电气性能。

        缺点:

        1. 1、不可重复使用;
        2. 2、填缝间隙一般。

        6. 导热灌封胶

         

         

                导热灌封胶,常见的有机硅橡胶体系和环氧体系,有机硅体系软质弹性,环氧体系硬质刚性;可满足较大深度的导热灌封要求,提升对外部震动的抵抗性,改善内部元器件与电路之间的绝缘防水性能。

        优点:

        1. 1、具备很好的防水密封效果;
        2. 2、优秀的电气性能和绝缘性能;
        3. 3、固化后可拆卸返修;

        缺点:

        1. 1、导热效果一般;
        2. 2、工艺相对复杂;
        3. 3、粘接性能较差;
        4. 4、清洁度一般。

                无论是哪款导热材料都没有办法满足所有电子设备的需求,多多少少都有它的部分缺点,重点是如何选择适合自身的产品,从而达到所期望的导热效果。

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        2020年7月15日 16:33
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