导热硅胶片的选型跟使用
2017-06-28 15:00:26 发布者：导热硅胶片
"研发设计选型——如何确定型号及厚度、选择什么样的固定方式、压缩区间多少合适、对装配表面的平面度粗糙度有没有限制要求定义：
界面间隙：散热器安装后，发热芯片与散热器两个接触面之间的距离。
器件公差：当散热器为外壳或者其它结构件时，因为是分别生产和固定，装配起来后就会存在一定的器件公差，器件公差 =（最大界面间隙 - 最小界面间隙）/ 最大界面间隙。
界面平整：指的是两个界面的都是平面且粗糙度小于0.1mm。"
本文通过以下几种情况说明如何选择合适的导热材料：
一、当界面间隙很小（≤0.5mm）且界面平整时，那么可以选择导热硅脂、导热泥（液态）、双组份导热胶（固化型）、超薄导热垫片，液态材料压缩厚度可以压到0.1mm以下，超短的传热距离代表极高的导热效率，追求高效导热时，尽量使用膏状的导热材料。
因为导热硅脂和导热泥属于不固化液态材料，它的缺点也很大，除了绝缘强度差或者不绝缘之外，硅脂长时间使用后因为硅油分子的挥发和迁移，导致干裂失效以及光学污染等问题；而导热胶固化后就是导热垫片，可靠性好，但安装操作性不如硅脂和垫片，可以点胶但无法通过丝网印刷施工；超薄导热垫片的厚度一般在0.2~0.4mm，便于人工安装，可以重工和返修，热稳定性好，0.2mm的绝缘强度可以超过3000V，缺点是厚度无法压缩到0.1mm以下。
二、如果界面间隙较大（＞0.5mm）、器件公差较小（≤50%）且界面平整，则根据器件公差选择不同硬度的导热垫片，导热垫片最大有10%的厚度公差，因此压缩率要超过10%，一般建议使用20%~70%，压缩率越大，要求硬度越小。
例如：某散热结构中，芯片与散热器之间的间隙为0.5~1mm，根据20%的最小压缩率，导热垫片的最小厚度为1.0/（1-0.2）=1.25mm，最大压缩率为（1.25-0.5）/1.25=60%，导热垫片要压缩60%且反弹力小必须是比较柔软还要安装性好，导热垫片的硬度应选择在Shore OO 35左右。
三、当界面间隙较大（≥0.5mm）且器件公差也很大（50%~90%）且界面平整时，可以选择超软导热垫片（硬度在ShoreOO 15~25），其压缩率为20%~90%。例如：某散热结构的界面间隙为0.5~3mm器件公差为83.3%时，导热垫片的最小厚度为3.0 /（1-0.2）=3.75mm，最大压缩率为（3.75-0.5）/ 3.75=86.7%，超软导热垫片的安装效率比常规的稍差。
1、导热硅胶垫片
四、当器件公差非常大（≥90%），如果无法改善器件公差，建议使用双组份导热胶（固化型），其压缩率为20%~99%（最薄0.1mm），这种材料可以最大限度的弥补公差，有因为是触变性液态材料，可以堆积且不会流动，可以应用于立体不平整界面。
例如：某电子眼发热芯片通过外壳散热，芯片尺寸为15*15mm，芯片与外壳的距离是0.2~3mm，器件公差为93.3%，因此需要使用导热胶的体积为：15*15*3*120% = 810mm3 = 0.81ml。
不同导热系数的导热胶密度不一样，根据实际情况选择导热系数确定挤出重量，导热胶挤出后会在20分钟内固化，固化后其性能类似于导热垫片具有弹性，散热器和发热芯片也可以轻松分离，缺点是只能一次性装配使用，不能反复装配和维修。
五、如果希望通过导热材料固定散热器，可以选择导热粘接胶、导热双面胶带、双面背胶的导热垫片、双面粘性的导热复合材料，优点是节约装配工序和成本，缺点是导热效率受限且存在脱胶的风险。
导热粘接胶可以压缩到很薄，导热效果最好，但是存在老化脱胶的风险；导热双面胶带的导热系数较低（≤1.0W/mk），耐老化能力一般；双面背胶的导热垫片粘性要比导热双面胶带强，不同背胶厚度和不同导热系数导热垫片组合起来的热阻也不同，可以做到比导热双面胶带更好的导热效果和耐老化性，但是成本更高；双面粘性的导热复合材料是将高分子粘接剂（耐老化、高导热）涂覆在基材（铜片、铝片等）两面，通过加热方式粘接到导热界面，从而实现高效导热和耐老化粘接的效果。导热硅胶片
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