一、导热硅胶片的导热性能以及分散性!
导热硅胶片导热系数的选择主要取决于热源的功耗和散热器或散热结构的散热能力。一般芯片温度规格参数比较低,或者对温度比较敏感,或者热流密度比较大。这些芯片或热源需要散热处理,应尽可能选用导热系数高的导热硅胶片。
一般消费电子行业不允许芯片结温高于85度。高温测试时,控制芯片的表面也建议小于75度。整个板的元器件基本都是商用级的元器件,所以建议常温下系统内部温度不要超过50度。
聚合物基体材料的类型和特点:基体材料的导热系数高,填料在基体中的分散性越好,基体与填料的结合程度越好,导热复合材料的导热系数越好。
填料类型:填料的热导率越高,复合材料的热导率越好。
填充物的形状:一般来说,热传导路径容易形成的顺序是晶须>纤维状>片状>粒状。填料越容易形成导热路径,导热性能越好。
严格来说,导热硅胶片的厚度与其导热性能密切相关。我们为什么这么说?先说导热路径和导热硅胶片的原理。先要明确的是,导热硅胶片贴附在发热部件上时,其工作原理是将热量从一端传递到另一端。热源和散热器之间的距离越近,传递的热量越多,热阻越低,热导率越好。
导热系数k是硅胶导热片的固有特征参数,用来描述导热硅胶片的导热系数。这个特性与材料本身的尺寸、形状、厚度无关,与导热硅胶片本身的成分有关。所以同一种材料的导热系数是一样的,不会随着厚度的变化而变化。
结合以上两个公式,可以得到k=D/R,导热系数k是材料本身固有的特征参数。当k不变时,热阻r与材料厚度d成正比,即导热硅板越厚,热阻越大。一般来说,可以得出以下结论:
二、导热硅胶片的所有热量都是通过材料从一个部分传导到另一个部分!
对于同样的导热材料,导热系数是材料本身的一个特性,是一个恒定值,热阻会随着厚度的变化而变化。
同样,导热材料越厚,通过材料的传热距离越远,时间越长,导热性能越差。
对于热硅酮板,选择合适的导热系数和厚度与其导热系数有很大关系。选用导热系数高的硅板,但是厚度大,性能不够好。在选择导热硅胶片时,理想的条件是:高导热系数和理想的接触压力,以保证合适的界面接触。
因此几乎不可能达到这种条件。通过测试计算得到的热阻值实际上是导热材料的热阻值+接触面的热阻值。由于接触面环境不同,同一种材料在不同条件下测得的热阻值也不同。散热硅胶片也需注意。
三、导热硅胶片填料与基体材料界面的结合特性!
填料含量:填料在聚合物中的分布决定了复合材料的热导率。填料含量较小时,导热效果不明显;当填料过多时,复合材料的力学性能会受到很大影响。但当填料含量增加到一定值时,填料之间的相互作用在体系中形成网状或链状的导热网络链。当导热网络链的方向与热流方向一致时,导热性能好。因此,导热填料的用量有一定的临界值。
填料与基体的结合程度越高,导热性能越好。选择合适的偶联剂对填料进行表面处理,可使导热系数提高10%-20%。超软硅胶片也需注意。
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