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导热垫使用问题的探讨

汇报人：

2024-01-24

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目录

导热垫基本概念与原理

导热垫在电子设备中应用现状

导热垫使用过程中常见问题及原因分析

针对不同应用场景下导热垫选择策略

提高导热垫使用效果和优化方法探讨

总结：未来发展趋势和挑战

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导热垫基本概念与原理

导热垫是一种具有高效导热性能的材料，通常用于填充电子设备中发热元件与散热装置之间的空隙，以提高散热效率。

导热垫定义

将发热元件产生的热量均匀分布到散热装置上，避免局部过热。

均匀分布热量

降低发热元件与散热装置之间的接触热阻，提高热量传递效率。

减少热阻

导热垫具有一定的弹性和压缩性，可以起到缓冲和减震作用，保护电子元件免受机械应力影响。

缓冲与减震

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工作原理

导热垫利用自身的高导热性能，将发热元件的热量快速传递至散热装置。同时，通过自身的压缩变形，实现发热元件与散热装置之间的紧密接触，降低接触热阻。

高导热性

导热垫采用高导热系数的材料制成，如石墨、陶瓷等，确保热量传递的高效性。

柔软性

导热垫具有一定的柔软度，能够适应不同形状和尺寸的发热元件和散热装置。

压缩性

导热垫在受到压力时能够发生压缩变形，以减小发热元件与散热装置之间的空隙。

绝缘性

部分导热垫还具有优良的电气绝缘性能，可防止电流泄漏和短路现象。

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以硅胶为基材，添加导热填料制成。具有柔软、耐高低温、绝缘等优点，但导热系数相对较低。

硅胶导热垫

以石墨为基材，具有高导热系数、轻薄、耐高温等优点，但质地较硬、易碎。

石墨导热垫

陶瓷导热垫：以陶瓷为基材，具有高导热系数、耐高温、耐腐蚀等优点，但价格较高、质地较硬。

陶瓷导热垫石墨导热垫硅胶导热垫。

硅胶导热垫石墨导热垫陶瓷导热垫。

柔软度

导热系数

耐高低温性能

陶瓷导热垫石墨导热垫硅胶导热垫。

价格

陶瓷导热垫石墨导热垫硅胶导热垫。

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导热垫在电子设备中应用现状

随着电子设备性能提升，功率密度不断增加，导致散热问题日益严重。

高功率密度

狭小空间

可靠性要求

电子设备内部结构紧凑，散热空间有限，对散热方案提出更高要求。

电子设备对散热方案的可靠性要求高，以避免因过热导致的性能下降或损坏。

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导热垫被广泛应用于笔记本电脑中，用于将处理器、显卡等发热元件的热量传导至散热模组。

笔记本电脑

随着智能手机性能提升，导热垫也被应用于手机主板与散热片之间，提高散热效率。

智能手机

服务器中大量使用导热垫，以确保在高负载运行时能够及时将热量传导至散热器，避免过热问题。

服务器

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导热垫使用过程中常见问题及原因分析

高温会加速导热垫的老化，导致性能下降。

温度影响

长时间使用会导致导热垫材料疲劳，逐渐失去弹性。

时间效应

某些化学物质可能对导热垫材料造成损害，加速老化过程。

化学物质侵蚀

压力变化

使用过程中压力的变化会影响导热垫与散热器件之间的接触紧密程度，从而影响接触热阻。

表面氧化

导热垫表面氧化会形成一层绝缘层，增加接触热阻。

污染物介入

灰尘、油脂等污染物介入导热垫与散热器件之间，会增加接触热阻。

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导热垫材料的质量直接影响其可靠性，优质材料可以提供更好的性能和更长的使用寿命。

材料质量

制造工艺的优劣对导热垫的可靠性也有重要影响，先进的制造工艺可以提高产品的一致性和稳定性。

制造工艺

使用环境如温度、湿度、化学物质等都会对导热垫的可靠性产生影响，恶劣的使用环境会加速导热垫的老化和损坏。

使用环境

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针对不同应用场景下导热垫选择策略

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注意材料的耐温范围和环保性

轻薄型电子设备往往对耐温范围和环保性有较高要求，需要选择符合相关标准的导热垫。

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选用低厚度、高导热系数的导热垫

轻薄型电子设备对厚度要求严格，因此需要选择厚度较薄且导热性能良好的导热垫。

02

考虑材料的柔软性和压缩性

轻薄型电子设备中，导热垫需要紧密贴合热源和散热器，因此材料的柔软性和压缩性也是重要考虑因素。

选用高导热系数、高耐压的导热垫

高功率密度场景下，热源产生的热量较大，需要选择导热系数高、耐压性能好的导热垫。

考虑材料的热稳定性和耐候性

高功率密度场景下，设备长时间运行会产生高温，因此需要选择热稳定性好、耐候性强的导热垫。

注意材料的绝缘性能和阻燃性

高功率密度场景下，设备对绝缘性能和阻燃性要求较高，需要选择符合相关标准的导热垫。

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如耐腐蚀、抗辐射、耐高低温等特殊环境要求下，需要选择具有相应特性的导热垫。

根据特殊环境要求选择相应特性的导热垫

02

特殊环境下，设备形状和尺寸可能较为特殊，需要选择可加工性好、适应性强的导热垫。

考虑材料的可加工性和适应性

03

特殊环境下，对环保性和安全性的要求可能更为严格，需要选择符合相关标准的导热垫。

注意材料的环保