如何选择导热硅胶垫?

      导热硅胶垫片是在硅胶内添加氧化铝、氮化硼等导热粉体,通过高温硫化,成型具有柔性、弹性、微粘性、导热性等特性的高性能间隙填充材料。下文就带大家了解选择导热硅胶垫应考量的因素!
      一、材料的导热系数
      导热系数(也称为热导率)是表示物质导热能力的物理量,反映了物体导热能力的大小,可用于比较不同材料的导热性能,常用符号k表示。其定义是:在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,℃),在1秒内(1s),通过1平方米面积传递的热量。导热系数的单位为W/(m·K),即瓦特每米每开尔文。当其他条件不变,导热系数越高,热阻值越低,导热效果越好。通常情况下,提升导热系数需要增加硅胶内填料,以及应用更高导热粉体(如氮化硼),因此成本也会相对更高。
      二、材料的硬度及柔软性
      导热硅胶垫材料的硬度,表现在应用时与散热器或发热源之间的覆帖性。导热垫片质地柔软、表面硬度小、张力也小,容易浸润被贴面,与被贴面完全融合,不会产生间隙,可大幅降低接触热阻。
      导热硅胶片的硬度越低,说明产品越柔软,压缩率越高,适合在低应力环境使用。导热系数相同时,硬度低的产品相对于硬度高的产品,压缩率高,导热路径短,传热时间短,导热效果越好。
      三、材料的厚度
     导热硅胶垫的其他条件不变时,材料厚度与热阻值成正比。厚度越薄,热量传输的距离越短,热量传递的速度越快,热阻值当然就越小,导热效果也就越好。导热硅胶垫厚度不同价格也有差异,但是厚度并非越厚越好,也不是越薄越好 (厚度太薄,拿取安装不方便),可根据产品的实际需求进行选择。
     四、材料的抗撕拉强度
     适当的抗撕拉强度可保证导热硅胶垫在装配过程不易过度变形,或因破损而产生缝隙,尤其是厚度在1.0mm左右的导热硅胶垫片。因此,为提升硅胶垫材料的抗撕裂性,一些厂家在部分产品的中间或表面,增加一层玻璃纤维或硅胶皮。虽然这样的结构加工简单,装配方便,但同时也会增加材料的自身热阻值,特别是表面覆合的形式会增加导热垫片表面硬度,使其覆贴性变差,浸润性丧失,进而增加接触热阻。
      五、材料的渗油率
      导热硅胶垫片的固化程度通常较低,受热容发生硅油渗出,硅油迀移不仅会污染元器件,而且产品自身的硬度也会逐渐增加,原来的覆贴性与浸润性就会变差,同时还会导致接触热阻上升。目前,市场上导热硅胶垫片的渗油率通常为2.5%~3.5%左右,较好的产品能控制在2.0%~2.5%之间。
      六、材料的压缩比
      压缩比一般指不同的压力下,导热硅胶垫材料厚度的变化,也是较为关键的参数,许多材料厂商都有相关参数提供,为热设计人员在材料选择上提供便利。客户可以根据产品固有间隙的大小,以及装配时的压力设置,更准确的选择合适厚度的导热材料。
      七、材料的压缩形变
      压缩形变,是指导热硅胶垫片被压缩后恢复到初始厚度的性能。影响其恢复能力的因素有分子之间的作用力(粘性)、网络结构的变化或破坏、分子间的位移等。当导热硅胶垫片的变形是由于分子链的伸张引起的,它的恢复(或者久变形的大小)主要由导热垫片的弹性所决定,如果它的变形还伴有网络的破坏和分子链的相对流动,这部分是不可恢复的,也就是导热垫片的压缩形变。导热垫片压缩变形的大小,除了与基材硅胶有关外,其它如导热粉体的结构与粒径、硫化体系、增塑剂、硫化时间等也有很大关系。压缩形变过大,导热垫片受压后回弹能力弱,或者经过长时间,高温下工作很难回到初始的厚度,在接触面就容易形成缝隙,产生热阻,影响导热效果。
      除以上几点外,我们在选购导热硅胶垫时,还需考量垫片的耐电压值、防火等级等。
 


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