導熱材料的作用及具體用途
對于導熱性能,無論是主動或被動冷卻導熱,選擇合適的導熱材料是很重要,好的導熱材料可以形成良好的導熱效率,有效地將芯片熱量傳導至導熱介質(zhì)材料再傳遞到外部,大多數(shù)人往往忽視了這個問題。導熱材料的作用是增加熱傳導和導熱面積,形成良好的冷卻效率。 有良好的熱傳導后,可能并不需要太多的冷卻風扇及散熱器,還可節(jié)省產(chǎn)品的空間和成本。
熱傳遞基礎知識
電子產(chǎn)品熱管理過程的目標是從半導體與周圍環(huán)境的結合部分有效的散熱。該過程可以分為三個主要階段:
1、半導體組件包裝內(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題,為實現(xiàn)這一目標熱設計工程師不僅需要對熱傳遞過程有全面的了解,而且還要有具備可用界面熱傳遞材料的知識,并深刻了解影響熱傳遞過程的重要物理特性。
導熱材料的具體種類及用途
1、相變材料
這種材料是采用加有導熱填料的硅或其他聚合樹脂。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。
當溫度上升到熔點溫度時(45℃~55℃),相變材料就會變軟,類似于油脂,流動于整個接觸表面,這種液體的流動將排除所有因接觸表面粗糙而產(chǎn)生的空隙。以達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,功率放大器和開關電源,展示出非常出色的導熱性能和高可靠性。
2、導熱石墨片
導熱石墨片散熱效率高、占用空間小、重量輕,沿兩個方向均勻導熱,消除熱點區(qū)域,屏蔽熱源與組件的同時改進消費類電子產(chǎn)品的性能導熱系數(shù)高達水平導熱150-1200W/M.K,垂直導熱20-30W/M.K,比金屬的導熱還好,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)品導電需注意,主要用途:應用于筆記本電腦、大功率LED照明、平板顯示器、數(shù)碼攝像機、移動通信產(chǎn)品等.
3、導熱粘合帶
導熱粘合帶是采用了導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,不需要機械夾緊力。它依靠表面PSA粘合散熱裝置和熱源表面。導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、填縫材料導熱硅膠片
填縫材料是一種非常軟的可導熱的硅彈性體,主要用于半導體組件和散熱表面之間的又大又多變的間隙導熱情況,不需要任何壓力填充器件或組件之間的間隙,導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計方案生產(chǎn),能夠填充縫隙,完成發(fā)熱部位與散熱部位間的熱傳遞,同時還起到絕緣、減震、密封等作用,能夠滿足設備小型化及超薄化的設計要求,是極具工藝性和使用性,且厚度適用范圍廣,是一種極佳的導熱填充材料而被廣泛應用于電子電器產(chǎn)品中。
5、有機硅導熱灌封膠
現(xiàn)場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形成的熱路徑。它們分散到組件中,導出外殼箱體,可以立即填充復雜的幾何體,然后就地固化。起到導熱、絕緣、防水、密封、防震等作用。
6、絕緣墊片
絕緣墊片具有高導熱系數(shù),高電介質(zhì)強度,高體積電阻率的特點。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熱填料的硅或者莖基由。熱油脂是一種導熱粘性液體,通常使用鋼印或者絲印技術印到散熱器上。油脂具有良好的表面侵潤特性,容易流入界面上的空隙中進行填充,甚至在較低的壓力下也會產(chǎn)生很低的熱阻抗。
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