常見的導(dǎo)熱材料有哪些？各自有什么優(yōu)缺點？

 

1. 導(dǎo)熱硅脂：

       導(dǎo)熱硅脂又叫做散熱硅脂、導(dǎo)熱膏等，是目前應(yīng)用最廣泛的的一種導(dǎo)熱介質(zhì)，材質(zhì)為膏狀液態(tài)，它是以硅油為原料，并添加增稠劑等填充劑，在經(jīng)過加熱減壓、研磨等工藝之后形成的一種酯狀物，該物質(zhì)有一定的黏稠度，沒有明顯的顆粒感。可以有效的填充各種縫隙；主要應(yīng)用環(huán)境：高功率的發(fā)熱元器件與散熱器之間。

優(yōu)點：

(1) 液態(tài)形式存在，具有良好潤濕性；

(2) 導(dǎo)熱性性能好、耐高溫、耐老化和防水特性；

(3) 不溶于水，不易被氧化；

(4) 具備一定的潤滑性和電絕緣性；

(5) 成本低廉。

缺點：

(1) 無法大面積涂抹，不可重復(fù)使用；

2) 產(chǎn)品長時間穩(wěn)定性不佳，經(jīng)過連續(xù)的熱循環(huán)后，會引起液體遷移，只剩下填充材料，喪失表面潤濕性，最終可能導(dǎo)致失效。

(3) 由于界面兩邊的材料熱膨脹速率不同，造成一種“充氣”效應(yīng)，導(dǎo)致熱阻增加，傳熱效率降低；

(4) 始終液態(tài)，加工時難以控制，易造成污染其他部件及材料浪費，增加成本。

 

2. 導(dǎo)熱墊片：

       導(dǎo)熱墊片，用于填充發(fā)熱器件和散熱片或金屬底座之間的空氣間隙，它們的柔性、彈性特征使其能夠用于覆蓋非常不平整的表面。熱量從分離器件或整個PCB傳導(dǎo)到金屬外殼或擴散板上，從而能提高發(fā)熱電子組件的效率和使用壽命。

       在墊片的使用中，壓力和溫度二者是相互制約的，隨著溫度的升高，在設(shè)備運轉(zhuǎn)一段時間后，墊片材料發(fā)生軟化、蠕變、應(yīng)力松弛現(xiàn)象，機械強度也會下降，密封的壓力降低。

優(yōu)點：

(1) 預(yù)成型的導(dǎo)熱材料，具有安裝、測試、可重復(fù)使用的便捷性；

(2) 柔軟有彈性，壓縮性好，能夠覆蓋非常不平整的表面；

(3) 低壓下具有緩沖、減震吸音的效果。

(4) 良好的導(dǎo)熱能力和高等級的耐壓絕緣；

(5) 性能穩(wěn)定，高溫時不會滲油，清潔度高。

缺點：

(1) 厚度和形狀預(yù)先設(shè)定，使用時會受到厚度和形狀限制；

(2) 厚度較高，厚度0.5mm以下的導(dǎo)熱硅膠片工藝復(fù)雜，熱阻相對較高；

(3) 相比導(dǎo)熱硅脂，導(dǎo)熱墊片導(dǎo)熱系數(shù)稍低；

(4) 相比導(dǎo)熱硅脂，導(dǎo)熱墊片價格稍高。

 

3. 相變導(dǎo)熱材料：

       相變導(dǎo)熱材料，是指隨溫度變化而改變形態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。相變化材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為相變過程。KY相變導(dǎo)熱材料，相變溫度45°C，導(dǎo)熱性能優(yōu)越，并且改善了微處理器，存儲器模塊DC/DC轉(zhuǎn)換器和功率模塊的可靠性。

優(yōu)點：

(1) 可返修，可重復(fù)使用，涂覆厚度及形狀可按需控制；

(2) 室溫下為固體，但在設(shè)備運行期間熔化填補微間隙（不垂流）；

(3) 導(dǎo)熱效果相當于傳統(tǒng)導(dǎo)熱硅脂，性能更好；

(4) 極好的硅脂替代品，不存在傳統(tǒng)硅脂硅油揮發(fā)變干老化的現(xiàn)象。

(5) 無一般硅脂的溢膠現(xiàn)象。

(6) 與導(dǎo)熱硅脂相比，不存在“充氣”效應(yīng)，長期使用具有高度可靠性；

(7) 可點膠、絲網(wǎng)印刷、手動涂覆，可完全自動化操作，大幅提高生產(chǎn)量；

(8) 環(huán)保，符合Rohs標準。

 

4. 導(dǎo)熱膠：

       導(dǎo)熱膠，又稱導(dǎo)熱硅膠，是以有機硅膠為主體，添加填充料、導(dǎo)熱材料等高分子材料，混煉而成的硅膠，具有較好的導(dǎo)熱、電絕緣性能，廣泛用于電子元器件。

優(yōu)點：

(1) 熱界面材料，會固化，具有粘接性能，粘接強度高；

(2) 固化后呈彈性體，抗沖擊、抗震動；

(3) 固化物具有良好的導(dǎo)熱、散熱功能；

(4) 優(yōu)異的耐高低溫性能和電氣性能。

缺點：

(1) 不可重復(fù)使用；

(2) 填縫間隙一般。

 

5. 導(dǎo)熱灌封膠：

       導(dǎo)熱灌封膠，常見的分為有機硅橡膠體系和環(huán)氧體系，有機硅體系軟質(zhì)彈性，環(huán)氧體系硬質(zhì)剛性；可滿足較大深度的導(dǎo)熱灌封要求。提升對外部震動的抵抗性，改善內(nèi)部元器件與電路之間的絕緣防水性能。

優(yōu)點：

(1) 具備很好的防水密封效果；

(2) 優(yōu)秀的電氣性能和絕緣性能；

(3) 固化后可拆卸返修；

缺點：

(1) 導(dǎo)熱效果一般；

(4) 工藝相對復(fù)雜；

(5) 粘接性能較差；

(6) 清潔度一般。

 

6. 導(dǎo)熱膠帶：

       導(dǎo)熱膠帶又叫做導(dǎo)熱雙面膠，由亞克力聚合物與有機硅膠粘劑復(fù)合而成；通常應(yīng)用于功率不高的熱源與小型的散熱器之間，用來固定LED散熱器等。

優(yōu)點：

(1) 同時具有導(dǎo)熱性能和粘接性能；

(2) 具有良好的填縫性能；

(3) 外觀類似雙面膠，操作簡單。

(4) 一般用于某些發(fā)熱性較小的電子零件和芯片表面。

缺點：

(1) 導(dǎo)熱系數(shù)比較低，導(dǎo)熱性能一般；

(2) 無法將過重物體粘接固定；

(3) 膠帶厚度一旦超過，與散熱片之間無法達成有效傳熱。

(4) 一旦使用，不易拆卸，存在損壞芯片和周圍器件的風險，不易拆卸徹底。

 

       無論是哪款導(dǎo)熱材料都沒有辦法滿足所有電子設(shè)備的需求，或多或少都有它的部分缺點，重點是如何通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與各種技術(shù)將導(dǎo)熱材料的優(yōu)點放大。