导热界面材料学科分析.pdf

导热界面材料介绍及在LED灯具上的应用 目录 一、什么是导热界面材料 二、为什么要导热界面材料 三、理想的导热界面材料是怎样的。 四、几种常见导热界面材料的介绍。 1、导热硅脂 2、导热硅胶片3、导热相变化材料 4 、导热双面贴 5、导热石墨片 五、LED灯具对导热界面材料的选择。 六、建议 一、什么是导热界面材料 • 导热界面材料（Thermal Interface Materials ）又称为热界面材料或者界面导 热材料，是一种普遍用于IC封装和电子散热的材料，主要用于填补两种材料 接合或接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，减少传热接触热阻，提 高器件散热性能。 • 热界面(接触面)材料(Thermal Interface Materials，TIM)在热管理中起到了十 分关键的作用，是该学科中的一个重要研究分支。 二、为什么要导热界面材料 • 在微电子材料表面和散热器之间存在极细微的凹凸不平的空隙，如果将他们 直接安装在一起，它们间的实际接触面积只有散热器底座面积的10%，其余 均为空气间隙。因为空气热导率只有0.024W/(m·K)，是热的不良导体，将导 致电子元件与散热器间的接触热阻非常大，严重阻碍了热量的传导，最终造 成散热器的效能低下。 • 使用具有高导热性的热界面材料填充满这些间隙，排除其中的空气，在电子 元件和散热器间建立有效的热传导通道，可以大幅度低接触热阻，使散热器 的作用得到充分地发挥。 三、理想的导热界面材料是怎样的。 • 理想的热界面材料应具有的特性是： • (1)高导热性； • (2)高柔韧性，保证在较低安装压力条件下热界面此材料能够最充分地填充 接触表面的空隙，保证热界面材料与接触面间的接触热阻很小；(3)绝缘性； • (4)安装简便并具可拆性； • (5)适用性广，既能被用来填充小空隙，也能填充大缝隙。 四、几种常见导热界面材料的介绍 • 1、导热硅脂 • （1）、导热硅脂俗称散热膏，导热硅脂以有机硅酮为主要原料，添加耐热、 导热性能优异的材料，制成的导热型有机硅脂状复合物。 • （2 ）、优点：性价比高，在电子散热中最常见的导热材料。 注意点：操作不方便，一般的导热膏会有硅油析出，时间长了会 干， 使用年限长的产品不建议使用导热膏。 四、几种常见导热界面材料的介绍 • 2、导热硅胶片 A 、导热硅胶片是以硅胶为基材,添加金属氧化物等各种辅材,通过特殊工艺 合成的一种导热介质材料。 B、在行业内，又称为导热硅胶垫，导热矽胶片，软性导热垫等等，是专门 为利用缝隙传递热量的设计方案生产,能够填充缝隙,完成发热部位与散热部 位间的热传递。 C、同时还起到绝缘、减震、密封等作用,能够满足设备小型化及超薄化的设 计要求,是极具工艺性和使用性，且厚度适用范围广，是一种极佳的导热填 充材料。 导热硅胶片的优势 • 1）导热硅胶片的导热系数的范围以及稳定度 • 2 ）导热硅胶片在结构上工艺工差的弥合, 降低散热器和散热结构件的工艺工 差要求 • 3 ）导热硅胶片具有绝缘的性能。 • 4 ）导热硅胶片具减震吸音的效果。 • 5 ）导热硅胶片具有安装，测试，可重复使用的便捷性。 导热相变化材料 • 相变化材料(PCM - Phase Change Material)是指随温度变化而改变形态并能提 供潜热的物质。相变化材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相 变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。 • 优点：相变化材料现在主要是固固相变,在面对热冲击的状况下,可以通过相 变化吸收一定的热量,减缓大热流密度的冲击.就像在导热通道上加了一个蓄 水池. 现在市场上的相变化材料的相变温度大概是在45 ℃50 ℃左右.相变化 材料主要应用与类似CPU等存在瞬时大热流密度的热源上,可以起到很好保 护作用,特别是在开机或重新启动的瞬间. 注意点: 有一定的热容热阻小于导 热硅胶片厚度薄可以做到0.125mm. 不