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七大常用的导热材料优缺点

在一些机械加工和电子元件的生产过程当中,芯片与芯片之间会存在一定的缝隙和沟壑,这些缝隙之间会含有大量的空气,然而空气是热的不良导体,空气会严重的影响到芯片之间的散热效率,有时候还会影响到散热器的效果,因此导热材料的使用就非常有必要了,平时我们常见的导热材料有很多,下面我们就来分析一些七大常用的导热材料的优缺点有哪些?

1、导热硅胶垫片优缺点

导热垫片主要是在发热体和散热片之间的空隙进行填充,由于这种垫片的柔性和弹性比较好,所以可以用于各种表面不平整的空间缝隙当中。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。在垫片的使用中,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,垫片材料发生软化、蠕变、应力松弛现象,机械强度也会下降,密封的压力降低。

导热硅胶
优点
缺点
(1)预成型的导热材料,具有安装、测试、可重复使用的便捷性。
(1)厚度和形状预先设定,使用时会受到厚度和形状限制
(2)柔软有弹性,压缩性好,能够覆盖非常不平整的表面。
(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)低压下具有缓冲、减震吸音的效果。
(3)相比导热硅脂,导热垫片导热系数稍低。
(4)良好的导热能力和高等级的耐压绝缘。
(4)相比导热硅脂,导热垫片价格稍高。
(5)性能稳定,高温时不会渗油,清洁度高。

2、相变导热材料优缺点

相变导热材料主要指的是这种导热材料可以根据温度的不同变化,而改变导热材料的形态,可以从液态形式变化成固态,反之也可以从固态形式变化成液态。通常情况下,这种导热材料的变化温度为四十五摄氏度,并且导热性能也比较优越。

相变导热材料
优点
缺点
(1)可返修,可重复使用,涂覆厚度及形状可按需控制
尚无明显缺点。
(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)导热效果相当于传统导热硅脂,性能更好。
(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)无一般硅脂的溢胶现象。

(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)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。

3、热硅脂的优缺点

导热硅脂也叫做导热膏,也是目前应用比较广泛的一种导热介质。这种材质大多数都是膏状液态形式出现,其主要原料为硅油,并且还添加了一些增稠剂和其他填充剂在其中。可以有效的在各个电子元件之间进行填充,起到了散热的效果。

导热硅脂
优点
缺点
(1)液态形式存在,具有良好润湿性。
(1)对于大面积的涂抹起不到很好的效果。
(2)导热性性能好、耐高温、耐老化效果好等特性。
(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,只剩下填充材料,丧失表面润湿性,最终可能导致失效。
(3)不溶于水,不易被氧化。
(3)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)具备一定的润滑性和电绝缘性。
(4)始终液态,加工时难以控制,易造成污染其他部件及材料浪费,增加成本。
(5)成本低廉。


4、热灌封胶的优缺点

导热灌封胶,常见的分为有机硅橡胶体系、环氧体系、聚安酯体系。导热灌封胶在未固化前属于液体状,具有流动性,胶液黏度根据产品的性能、材质、生产工艺的不同而有所区别。导热电子灌封胶完全固化后才能实现它的使用价值,固化后可以起到防水防潮、导热、保密、防腐蚀、防尘、绝缘、耐温、防震的作用。

导热灌封胶
优点
缺点
(1)具备很好的防水密封效果;
(1)导热效果一般。
(2)优秀的电气性能和绝缘性能
(2)工艺相对复杂。
(3)固化后可拆卸返修;
(3)粘接性能较差

(4)清洁度一般。



5、导热凝胶的优缺点

导热凝胶是双组份预成型导热硅脂产品导热凝胶主要满足产品在使用时低压力,高压缩模量的需求,可实现自动化生产,与电子产品组装时与良好的接触,表现出较低的接触热阻和良好的电气绝缘特性,广泛用于电子元器件。

导热凝胶
优点
缺点
(1)柔软性与压缩性出众。
(1) 不可重复使用。
(2) 固化后呈弹性体,抗冲击、抗震动。 (2)粘接性差。
(3) 固化物具有良好的导热、散热功能。

(4)优异的耐高低温性能和电气性能。

(5)使用寿命长。


6、导热双面胶的优缺点

导热双面胶又称导热胶带,是由压克力聚合物填充导热陶瓷粉末,与有机硅胶粘剂复合而成。具有高导热和绝缘的特性,并具有柔软性、压缩性、服帖性、强粘性。适应温度范围大,可填补不平整的表面,能紧密牢固地贴合热源器件和散热片,将热量快速传导出去。

导热双面胶
优点
缺点
(1)同时具有导热性能和粘接性能。
(1)导热系数比较低,导热性能一般。
(2)具有良好的填缝性能。
(2)无法将过重物体粘接固定。
(3)外观类似双面胶,操作简单。
(3)胶带厚度一旦超过,与散热片之间无法达成有效传热。
(4)一般用于某些发热性较小的电子零件和芯片表面。
(4)一旦使用,不易拆卸,存在损坏芯片和周围器件的风险,不易拆卸彻底。

(5)对粘接的表面要求高,印刷和电镀的表面不宜用。

7、热石墨片的优缺点

导热石墨片是一种全新的导热散热材料,沿两个方向均匀导热,屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。散热效率高、占用空间小、重量轻,沿两个方向均匀导热,消除“热点”区域,屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。

导热石墨片
优点
缺点
(1)导热系数高。
(1)不绝缘。
(2)材料比较薄。
(2)材料比较脆、冲型时损耗大。
(3)性价比高。

(4)纵向导热性能超强,能够迅速消除热点区域。



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