
熱傳遞基礎(chǔ)知識(shí) 簡(jiǎn)介
電子產(chǎn)品熱管理過(guò)程的目標(biāo)是從半導(dǎo)體與周圍環(huán)境的結(jié)合部分有效的散熱。該過(guò)程可以分為三個(gè)主要階段:
1. 半導(dǎo)體組件包裝內(nèi)的熱傳遞
2. 從包裝到散熱器的熱傳遞
3. 從散熱器到周圍環(huán)境的熱傳遞第一階段的熱量產(chǎn)生是熱解決工程師所不能控制的。第二和第三階段是熱解決工程師需要解決的問(wèn)題,為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)熱設(shè)計(jì)工程師不僅需要對(duì)熱傳遞過(guò)程有全面的了解,而且還要有具備可用界面熱傳遞材料的知識(shí),并深刻了解影響熱傳遞過(guò)程的重要物理特性。
基本理論
熱通過(guò)材料的傳導(dǎo)速率與熱流的法線面積以及沿?zé)崃髀窂降臏囟忍荻瘸烧取?duì)于一維的,狀態(tài)穩(wěn)定的熱流來(lái)說(shuō),速率可用傅立葉等式表示為:
[1] Q=kA.△T/d
k為導(dǎo)熱系數(shù),單位W/m-K
Q為熱流速率,單位W
A為接觸面積
d為熱流距離
△T為溫度差
導(dǎo)熱系數(shù)k是均質(zhì)材料的固有特性,它體現(xiàn)了材料的導(dǎo)熱能力。它與材料的尺寸,形狀和方向沒(méi)有關(guān)系。
導(dǎo)熱材料還有另外一個(gè)固有特性就是熱阻R
[2] R=A.△T/Q
此特性用于度量特定厚度的材料抵抗熱流的能力。將等式[2]代入等式[1]就可以得到k與R的關(guān)系。
[3] k=d/R
等式[3]顯示,對(duì)于均質(zhì)材料來(lái)說(shuō),熱阻與厚度成正比;對(duì)于非均質(zhì)材料來(lái)說(shuō),熱阻通常隨材料的厚度增加而增加,但不是線性關(guān)系。
在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中,熱源的物體表面是非理想的平整表面,在與導(dǎo)熱材料結(jié)合時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱阻,這個(gè)熱阻是由于結(jié)合處的空氣間隙產(chǎn)生的。
因此,材料的總阻抗等于材料的固有熱阻加上材料與熱源表面接觸熱阻之和,可表示為:
[4] R[總]=R[材料]+R[接觸]
因此,表面的平滑度和粗糙度以及夾緊力,材料厚度和壓縮模數(shù)對(duì)接觸熱阻都有重要的影響。
熱界面材料[TIM]
正是因?yàn)闊嵩幢砻娌皇抢硐氲耐暾钠矫?,總是存在微觀的表面粗糙度。當(dāng)和導(dǎo)熱材料接觸時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的接觸熱阻。為了減少這種對(duì)熱流的阻力,將一些導(dǎo)熱界面材料填充在它們之間克服這種對(duì)熱流的阻力,現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種類型的材料可滿足用戶使用要求,這些材料如下:
1相變材料
這種材料是采用加有導(dǎo)熱填料的硅或其他聚合樹(shù)脂。它既有油脂的高熱性能,又有墊片的易處理性和即撕即粘的特點(diǎn)。
當(dāng)溫度上升到熔點(diǎn)溫度時(shí)(45℃~55℃),相變材料就會(huì)變軟,類似于油脂,流動(dòng)于整個(gè)接觸表面,這種液體的流動(dòng)將排除所有因接觸表面粗糙而產(chǎn)生的空隙。以達(dá)到接觸表面完全接觸的理想狀態(tài),使接觸熱阻降到最低。這些材料已經(jīng)廣泛使用在微處理器,中央控制器,圖形處理器,芯片組,功率放大器和開(kāi)關(guān)電源,展示出非常出色的導(dǎo)熱性能和高可靠性。
2導(dǎo)熱石墨片
導(dǎo)熱石墨片散熱效率高、占用空間小、重量輕,沿兩個(gè)方向均勻?qū)?,消除熱點(diǎn)區(qū)域,屏蔽熱源與組件的同時(shí)改進(jìn)消費(fèi)類電子產(chǎn)品的性能導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)水平導(dǎo)熱150-1200W/M.K,垂直導(dǎo)熱20-30W/M.K,比金屬的導(dǎo)熱還好,耐高溫400℃,低熱阻:熱阻比鋁低40%,比銅低20%。質(zhì)輕,比重只有1.0-1.3柔軟,容易操作,顏色黑色,厚度0.1-1.0MM,可按要求背膠,此產(chǎn)品導(dǎo)電需注意,主要用途:應(yīng)用于筆記本電腦、大功率LED照明、平板顯示器、數(shù)碼攝像機(jī)、移動(dòng)通信產(chǎn)品等.
3導(dǎo)熱粘合帶
導(dǎo)熱粘合帶是采用了導(dǎo)熱填料的丙烯霜基或硅基的壓敏粘合劑。這種材料使用非常方便,不需要機(jī)械夾緊力。它依靠表面PSA粘合散熱裝置和熱源表面。導(dǎo)熱性能主要看表面接觸面積大小。廣泛用于LED日光燈、LED面板燈、LED背光源TV等.
4填縫材料導(dǎo)熱硅膠片
填縫材料是一種非常軟的可導(dǎo)熱的硅彈性體,主要用于半導(dǎo)體組件和散熱表面之間的又大又多變的間隙導(dǎo)熱情況,不需要任何壓力填充器件或組件之間的間隙,導(dǎo)熱硅膠片具有一定的柔韌性、優(yōu)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(shè)計(jì)方案生產(chǎn),能夠填充縫隙,完成發(fā)熱部位與散熱部位間的熱傳遞,同時(shí)還起到絕緣、減震、密封等作用,能夠滿足設(shè)備小型化及超薄化的設(shè)計(jì)要求,是極具工藝性和使用性,且厚度適用范圍廣,是一種極佳的導(dǎo)熱填充材料而被廣泛應(yīng)用于電子電器產(chǎn)品中。
5有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠
現(xiàn)場(chǎng)成型化合物是活性的兩組件式硅RTV,可以用于在組件和冷表面之間的距離可變時(shí)形成的熱路徑。它們分散到組件中,導(dǎo)出外殼箱體,可以立即填充復(fù)雜的幾何體,然后就地固化。起到導(dǎo)熱、絕緣、防水、密封、防震等作用。
6絕緣墊片
絕緣墊片具有高導(dǎo)熱系數(shù),高電介質(zhì)強(qiáng)度,高體積電阻率的特點(diǎn)。采用硅粘合劑提供高溫穩(wěn)定性和電絕緣特性,采用玻璃網(wǎng)加固物提供切穿阻力。這種材料安裝時(shí)需要較大的夾緊力以減少接觸熱阻。
7熱油脂
熱油脂是采用加有導(dǎo)熱填料的硅或者莖基由。熱油脂是一種導(dǎo)熱粘性液體,通常使用鋼印或者絲印技術(shù)印到散熱器上。油脂具有良好的表面侵潤(rùn)特性,容易流入界面上的空隙中進(jìn)行填充,甚至在較低的壓力下也會(huì)產(chǎn)生很低的熱阻抗。
熱界面材料的關(guān)鍵特性
一.熱特性
1 熱阻抗
由等式[3]可以得到熱阻等于R=d/k,此等式表明熱阻與導(dǎo)熱系數(shù)k成反比,與材料厚度成正比。也就是說(shuō)材料的導(dǎo)熱系數(shù)是一個(gè)常數(shù),熱阻只與材料的厚度有關(guān),厚度越厚熱阻就越大,反之越小。
接觸熱阻是可以人為控制的,依據(jù)接觸表面選擇合適的導(dǎo)熱界面材料。這樣才能控制總導(dǎo)熱阻抗。
2導(dǎo)熱系數(shù)
導(dǎo)熱系數(shù)是確定導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱能力的標(biāo)志。導(dǎo)熱系數(shù)越大導(dǎo)熱性能越好。
二 電氣特性
1 擊穿電壓
擊穿電壓的測(cè)量是在特定的條件下導(dǎo)熱材料可以經(jīng)受多大的電壓值。此數(shù)值表明了導(dǎo)熱材料的電絕緣能力。該數(shù)值在潮濕,高溫環(huán)境下會(huì)受到影響,因?yàn)閷?dǎo)熱材料吸收了空氣中的水分。
2 體積電阻率
體積電阻率用于度量單位體積材料的容積電子阻力。體積電阻率是指導(dǎo)熱材料在通電組件和金屬散熱器件之間電流泄漏的能力。和擊穿電壓一樣也會(huì)受潮濕和高溫的影響還使體積電阻率下降。
三 彈性體特性
1 壓縮變形
壓縮變形是指偏轉(zhuǎn)時(shí)施加的合力。當(dāng)施加壓縮負(fù)荷時(shí),彈性體材料會(huì)發(fā)生形變,但材料的體積保持不變。壓縮變形特性可能會(huì)根據(jù)部件的的幾何體,偏轉(zhuǎn)率和探針的大小等而發(fā)生變化。
2 應(yīng)力弛豫
當(dāng)在界面材料上施加壓力時(shí),最初的變形后,會(huì)緩慢的發(fā)生弛豫過(guò)程,隨后除去壓力,這一過(guò)程會(huì)持續(xù)到壓力負(fù)荷與材料的內(nèi)在強(qiáng)度達(dá)到平衡為止。
3 壓縮形變
壓縮形變是應(yīng)力弛豫的結(jié)果,材料忍受壓力負(fù)荷的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),部分變形就會(huì)成為永久變形,在負(fù)荷減輕之后不可恢復(fù)。
熱量管理詞匯表
氧化鋁:一種相對(duì)便宜的粉末狀或燒結(jié)板材形式的陶瓷。它的導(dǎo)熱系數(shù)為30W/m-k,電介質(zhì)特性極好。
表觀導(dǎo)熱系數(shù):此數(shù)值不同于導(dǎo)熱系數(shù),因?yàn)楸碛^導(dǎo)熱系數(shù)還包括測(cè)量時(shí)的接觸熱阻。
電?。簬щ婓w與金屬散熱片之間的放電。
氮化硼:一種非研磨陶瓷材料,其導(dǎo)熱系數(shù)比氧化鋁高。它是一種昂貴的材料。
卡路里:能量單位。1單位卡路里相當(dāng)于將1克水升高1攝示度所需要的能量。
陶瓷:金屬氧化物的統(tǒng)稱。耐熱,抗腐蝕且電介質(zhì)強(qiáng)度高的粉末。
電暈:伴隨絕緣體內(nèi)部或表面接觸層的氣體電離所發(fā)生的絕緣體內(nèi)部或表面的放電,也叫做局部放電。
爬電距離:絕緣體為防止電弧而必須遠(yuǎn)離半導(dǎo)體包裝邊緣的距離。
切穿:當(dāng)金屬半導(dǎo)體尖銳邊沿穿通導(dǎo)熱墊片并降低絕緣能力時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。
偏差:彈性界面材料為響應(yīng)壓力負(fù)荷而發(fā)生的厚度變化。
脫脂劑或溶脂劑:用來(lái)清理印刷電路板上的焊劑和其他有機(jī)殘留物的溶劑。
電介質(zhì):充當(dāng)絕緣體的材料
電介質(zhì)強(qiáng)度:在指定的測(cè)試條件下導(dǎo)致絕緣材料發(fā)生電介質(zhì)特性喪失的電壓剃度。
電絕緣體:電阻和電介質(zhì)強(qiáng)度都很高的金屬,適用于為防止組件之間發(fā)生電接觸而按不同電勢(shì)將其分離的場(chǎng)合。
填料:一種細(xì)小的可分散的的陶瓷或金屬顆粒。
流速:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)任何導(dǎo)體的流體的體積,質(zhì)量或重量,單位為加侖或升/小時(shí)。
焊劑:有機(jī)化合物。用來(lái)提高金屬焊料侵潤(rùn)并黏結(jié)到印刷電路板的銅表面上的能力。
硬模:以機(jī)械加工金屬塊作為材料所制造的沖切工具。
硬度:用來(lái)度量某種材料經(jīng)受尖硬物體的穿透能力。
硬度Shore A:用來(lái)測(cè)試材料硬度的儀器,刻度范圍為0-100。
熱能:由原子過(guò)分子運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的一種能量形式。熱能以焦耳為單位。
熱流:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)的熱量,單位為瓦特。
熱通量:?jiǎn)挝槐砻娣e上的熱流,單位為瓦特/平方厘米。
熱傳遞:通過(guò)傳導(dǎo),對(duì)流和輻射將熱從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的過(guò)程。
界面:任何兩個(gè)互相接觸的表面之間的邊緣。在不同形式的物質(zhì)之間可以存在5種類型的截面:氣體-液體,液體-液體,氣體-固體,液體-固體,固體-固體。
接頭:是指半導(dǎo)體中由電流導(dǎo)致產(chǎn)熱的部分。
MBLT:最小膠層厚度。
密耳:長(zhǎng)度單位,1密耳等于千分之一英寸。
PCM:相變材料宿寫。
導(dǎo)磁率:用來(lái)度量材料為響應(yīng)外加磁場(chǎng)而排列其磁阻的能力。
電容率:用來(lái)度量電介質(zhì)材料為響應(yīng)外加電場(chǎng)而極化并通過(guò)材料傳播電場(chǎng)的能力。
聚酰亞胺:有機(jī)聚合物,有極好的電絕緣特性和耐高溫特性。
壓敏粘合劑[PSA]:這種粘合劑在常溫下為膠粘狀態(tài),只需要輕微的壓力就能形成永久性的粘合。PSA不需要固化就能保持粘合。
PSH:聚合焊料混合物的等級(jí)。是共晶焊料和專業(yè)聚合物的增效混合物。
輻射:熱通過(guò)電磁輻射發(fā)送出去的熱傳遞過(guò)程。
加固物:一種編制的玻璃網(wǎng)或聚合物薄膜,用作熱界面材料中的支撐。
永久形變:是指在將引起變形的負(fù)荷移走后橡膠部分不能恢復(fù)的偏移量。
弛豫:應(yīng)力弛豫是指在始終保持穩(wěn)定負(fù)荷的情況下彈性體的形變逐漸增加。同時(shí)應(yīng)力級(jí)別隨之相應(yīng)降低的現(xiàn)象。
流變學(xué):有關(guān)材料的變形和流動(dòng)的學(xué)科。
半導(dǎo)體:一種在某一條件下為絕緣體還在另一種條件下為導(dǎo)體的電子材料。
硅: 非金屬元素。在地殼中多以二氧化硅和硅酸鹽的形態(tài)存在。硅是大多數(shù)半導(dǎo)體器件中半導(dǎo)體結(jié)的形成基礎(chǔ)。
耐溶劑性:熱管理產(chǎn)品在暴露到有機(jī)溶劑中時(shí)抵抗膨脹的能力。
比重:某種物質(zhì)的密度同水的密度的比率。常溫下水的比重為1。
表面光潔度:用來(lái)度量表面粗糙程度,通常以微英寸為單位。
膨脹:當(dāng)彈性體暴露在溶劑中且彈性體吸收溶劑所發(fā)生的現(xiàn)象。彈性體的體積增大,但其物理強(qiáng)度卻大大降低。在這種狀態(tài)下,彈性體容易受到破壞,因此,在彈性體在還未干時(shí)不應(yīng)該使用任何機(jī)械應(yīng)力。
撕列強(qiáng)度:用來(lái)度量材料經(jīng)受撕列折劈應(yīng)力的能力。通常以磅/英寸厚度為單位。
溫度梯度:沿著熱流動(dòng)方向在系統(tǒng)中的兩個(gè)點(diǎn)之間的溫度差異。
抗拉強(qiáng)度:用來(lái)度量材料經(jīng)受拉力的能力。通常以材料切面的Mpa或psi為單位。
導(dǎo)熱系數(shù):定量材料導(dǎo)熱的能力,以單位W/m-k為單位。
接觸繞組;由相互接觸的固體表面之間的不規(guī)則滯留的間隙氣體所導(dǎo)致的熱流阻力。
熱解重量分析:將系統(tǒng)或化合物的重量變化作為不斷增高的溫度的函數(shù)而進(jìn)行的化學(xué)分析。
TIM:熱界面材料
熱阻系數(shù):定量材料對(duì)熱傳導(dǎo)的阻力,它是導(dǎo)熱系數(shù)的倒數(shù)。
熱耦器件:熱耦器件將兩種相異金屬融合成一個(gè)珠子,可根據(jù)珠子的溫度按比列產(chǎn)生電壓。
觸變:施加剪切時(shí)導(dǎo)致液體粘性降低的液體特征。這種情況下可以說(shuō)液體發(fā)生了剪切變稀。填充了可分散的顆粒聚合物溶液會(huì)發(fā)生觸變行為。
公差:成型部件的尺寸可允許的大小變化。
扭矩:轉(zhuǎn)動(dòng)或者扭動(dòng)大小等于力的數(shù)值乘以施力的旋轉(zhuǎn)距離。
粘彈性體材料:此物料對(duì)變形負(fù)荷的響應(yīng)既包括粘性特性,也包括彈性特性,這種材料統(tǒng)稱為塑料。
體積電阻率:用來(lái)度量材料的固有電阻,單位為歐姆/厘米
瓦特:電能的國(guó)際單位制單位,1瓦特等于1焦耳/秒。
導(dǎo)熱材料的基本應(yīng)用 由于電子器件在通電的狀態(tài)下,部分電能將轉(zhuǎn)化為熱能。這些熱量將隨時(shí)間的增加而不斷的積累,促使溫度不斷的上升,當(dāng)溫度上升到器件的極限工作溫度或接近時(shí),器件可能會(huì)發(fā)生熱擊穿的現(xiàn)象。造成永久性毀滅。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)器件表面溫度上升2℃時(shí),其性能將下降5%,壽命將縮短10%,因此,熱設(shè)計(jì)將是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)課題。
熱量總是從高溫部分向低溫部分通過(guò)介質(zhì)來(lái)轉(zhuǎn)移的。這些介質(zhì)包括氣流,流動(dòng)的液體,柔性固體和固體物來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不同的介質(zhì)其傳導(dǎo)熱性能是不同的,工程師可根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)來(lái)選擇合適的介質(zhì)來(lái)進(jìn)行熱設(shè)計(jì)。 近年來(lái),針對(duì)市場(chǎng)需求在導(dǎo)熱材料設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)在早些年推出不同類型的多款導(dǎo)熱材料。其性能優(yōu)良、可靠性極高。它們適合各種惡劣的環(huán)境和要求,對(duì)產(chǎn)品都體現(xiàn)出超預(yù)期的導(dǎo)熱性能,為了適合不同領(lǐng)域設(shè)計(jì)要求,提供多種產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)需求。
(1)相變導(dǎo)熱材料
利用基材的特性,當(dāng)工作溫度達(dá)到溶化溫度時(shí)將產(chǎn)生相變,基材將軟化變成流動(dòng)的液體狀,從而使材料更加貼合接觸表面,驅(qū)除因接觸而產(chǎn)生的空隙。同時(shí)也獲得了超低的熱阻,更加徹底的進(jìn)行熱量傳遞,廣泛應(yīng)用于CPU,MCU,DSP,圖形處理器,功率芯片及開(kāi)關(guān)電源等。
(2)導(dǎo)熱墊
導(dǎo)熱墊是采用高導(dǎo)熱系數(shù)材料設(shè)計(jì)而成。體積電阻率和擊穿電壓極高,是一種柔性固體導(dǎo)熱材料,安裝時(shí)需要夾緊應(yīng)力。廣泛應(yīng)用于帶電的半導(dǎo)體表面有需要進(jìn)行散熱處理的場(chǎng)合。在高壓大功率設(shè)備裝置特別有高壓絕緣要求。在高低壓電力設(shè)備應(yīng)用廣泛。
(3)導(dǎo)熱粘合帶
導(dǎo)熱粘合帶是依賴PSA來(lái)黏結(jié)熱體表面和散熱裝置的,導(dǎo)熱性能一般。它安裝時(shí)不需要夾緊力,安裝非常方便,主要應(yīng)用在受空間限制要求的場(chǎng)合。如CPU以及其他有散熱要求的IC/集成電路上。
(4)導(dǎo)熱填充劑(填縫材料,導(dǎo)熱脂和導(dǎo)熱膠)
導(dǎo)熱填充材料主要應(yīng)用在沒(méi)有間隙公差要求的縫隙進(jìn)行導(dǎo)熱填充。也可以作為導(dǎo)熱密封材料使用,因此,導(dǎo)熱填充材料不僅具有導(dǎo)熱的功效,也是粘接、密封灌封的上佳材料。通過(guò)對(duì)接觸面或罐狀體的填充,傳導(dǎo)發(fā)熱部件的熱量。
使用注意事項(xiàng):
以上幾種導(dǎo)熱絕緣材料都是采用硅為基材。使用時(shí)散熱表面應(yīng)平滑、干凈,不應(yīng)有毛刺,以免刺破界面材料,導(dǎo)致性能下降導(dǎo)熱材料選擇指南 熱設(shè)計(jì) 熱設(shè)計(jì)是一門綜合學(xué)科。熱設(shè)計(jì)也象EMI問(wèn)題產(chǎn)生一樣,它也有三要素:①熱源 ②熱傳遞介質(zhì)(導(dǎo)熱界面材料) ③ 散熱裝置。作為一名資深的熱設(shè)計(jì)工程師需要對(duì)整個(gè)熱產(chǎn)生成因和熱傳遞流程要有全面的了解。熱設(shè)計(jì)時(shí)要把握好各個(gè)環(huán)節(jié),譬如,熱設(shè)計(jì)可以從熱源來(lái)進(jìn)行控制,那么如何去控制熱源呢?大家都知道熱量的產(chǎn)生是由于電流形成的,我就不多說(shuō)了;熱傳遞介質(zhì)作為熱源與散熱器連接中間件將熱量傳遞給散熱器,熱傳遞介質(zhì)的傳熱能力用熱阻來(lái)衡量,一般導(dǎo)熱材料的熱阻越低表明熱傳遞能力越強(qiáng),熱阻與導(dǎo)熱系數(shù)是反比關(guān)系,導(dǎo)熱系數(shù)越大也表明導(dǎo)熱材料的熱傳遞能力越強(qiáng)。選擇導(dǎo)熱界面材料時(shí)這是一個(gè)重要的參數(shù);散熱裝置是最終熱量耗散裝置。散熱裝置最終將熱量散發(fā)到空氣中。對(duì)于金屬塊散熱裝置的散熱效率決定于金屬材料的屬性。常用銅或鋁作為散熱器材料。
以上是從原理上來(lái)進(jìn)行熱量控制和熱傳遞設(shè)計(jì)的。在實(shí)際的產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)時(shí),需要對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)結(jié)構(gòu),發(fā)熱源的界面形狀,發(fā)熱源的界面電氣特性,發(fā)熱源界面熱特性來(lái)設(shè)計(jì)散熱器的形狀和尺寸并選擇合適的熱傳遞介質(zhì)來(lái)傳遞熱量。
導(dǎo)熱界面材料有很多種類型,這是為熱設(shè)計(jì)工程師提供許多的熱設(shè)計(jì)方法。依據(jù)熱設(shè)計(jì)需要來(lái)選擇合理的導(dǎo)熱界面材料。當(dāng)確定好導(dǎo)熱界面材料后,再來(lái)確定導(dǎo)熱材料的具體參數(shù)來(lái)達(dá)到熱傳遞要求。不同的導(dǎo)熱界面材料有不同的獨(dú)特特性和應(yīng)用場(chǎng)合,作為一個(gè)好的熱設(shè)計(jì)是都可以實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)熱界面材料的互換。
導(dǎo)熱膠
導(dǎo)熱膠是一種半流動(dòng)活性液體??梢酝坎际酵磕ㄔ跓嵩幢砻妫恍枰訜崮?。常用于填充熱源與散熱器之間的不規(guī)則間隙和有密封與散熱要求的場(chǎng)合。
如:① 半導(dǎo)體功率器件與散熱器之間的導(dǎo)熱介質(zhì)
② 半導(dǎo)體功率器件與PCB之間的導(dǎo)熱介質(zhì)
③ 集成電路與散熱片之間的導(dǎo)熱介質(zhì)(如:CPU,電源模塊,Audio AMP)
④ LED封裝以及其他密封件
⑤ 電視機(jī)
導(dǎo)熱膠在室溫下可自動(dòng)凝固,拆卸非常方便。但因其導(dǎo)熱系數(shù)不高,并且在凝固的過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生空氣間隙。因此,不能用在高導(dǎo)熱要求的特殊場(chǎng)合。
導(dǎo)熱脂
導(dǎo)熱脂也是一種流動(dòng)性的活性液體。使用時(shí)長(zhǎng)久不會(huì)干固,確保接觸熱阻穩(wěn)定。常用于大功率半導(dǎo)體器件的導(dǎo)熱介質(zhì)和馬達(dá)潤(rùn)滑散熱。
如:① 大功率電源模塊或功率開(kāi)關(guān)管(三極管,IGBT)
② 大功率音視頻放大器(功放機(jī),視頻矩陣放大器,無(wú)線功率放大發(fā)射機(jī))
③ 馬達(dá)軸與端蓋之間的潤(rùn)滑與散熱
相變導(dǎo)熱材料
相變導(dǎo)熱材料是一種可靠性非常高的導(dǎo)熱材料。當(dāng)溫度達(dá)到相變溫度時(shí),導(dǎo)熱材料便會(huì)由固體變?yōu)榘肓鲃?dòng)性液體,充滿整個(gè)接觸空氣間隙,使相變導(dǎo)熱材料與熱表面緊密接觸。導(dǎo)熱效率非常的高。主要應(yīng)用于:
① 大功率電源模塊或功率開(kāi)關(guān)管
② LCD,LED電視
③ 電信電源設(shè)備④ 中央處理器和控制芯片
導(dǎo)熱墊
導(dǎo)熱墊有柔性導(dǎo)熱墊和硬體導(dǎo)熱墊。柔性導(dǎo)熱墊具有彈性,施加不同的夾緊力可以獲得理想的接觸熱阻,適合于接觸表面不平整的場(chǎng)合。
廣泛使用在:
① 電源設(shè)備
② 信息技術(shù)設(shè)備
③ 醫(yī)療設(shè)備
④ 精密儀器
⑤ 家電電器
⑥ 汽車設(shè)備
⑦ 無(wú)線設(shè)備
⑧ 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制
⑨ 軍事設(shè)備
硬體導(dǎo)熱墊較硬一點(diǎn),彈性也比較好。它有非常好的機(jī)械性能和電氣性能,主要應(yīng)用在有電壓絕緣要求的高壓設(shè)備。
如:
① 電源設(shè)備
② 功率器件
③ 汽車電子
① LCD,LED電視
② 軍事設(shè)備
③ 航空航天
導(dǎo)熱膠帶
導(dǎo)熱膠帶兩面?zhèn)溆蠵SA,可直接應(yīng)用于芯片表面與散熱片。不需要任何夾緊力,使用非常方便。主要應(yīng)用在低中功率的芯片熱傳導(dǎo)材料。
如:
① 控制器
② 中央處理器
③ 功率放大器
④ 其他芯片組