热界面材料(TIM) 用于在两个或多个热制造元件之间传导热量。考虑到在接触区域可能存在高达 90% 的间隙,TIM 的存在变得至关重要。
TIM 的主要作用之一是通过热传导将热量传递到周围环境中。这一过程的最终目的是保护元件免受热相关不良反应的影响。通过使用 TIM,可以更有效地传递和分散热量,防止过热可能导致的设备损坏或性能下降。
热界面材料需要具备两个关键特性,即热阻和热导率。热阻是指材料将热量传递到周围区域的效率,也就是材料将热量从一个地方传递到另一个地方的效率。另一方面,导热性是材料传递热量的自然能力,直接影响热量传递的速度和效率。
通过优化这两项关键性能,热界面材料可实现电子设备的高效散热,确保元件在运行过程中保持适当的温度范围。这对于提高器件稳定性、延长使用寿命和确保性能稳定至关重要。
目录
选择导热垫和导热膏
在选择热间隙垫和导热膏时,了解应用的性质和需求至关重要。填充热界面的材料,如间隙垫和导热膏,在不同的应用中发挥着重要作用,并具有各自的优势和应用场景。
隔热垫 是一种柔软舒适的衬垫,除了具有出色的导热性能外,还能减少元件应力和抑制振动。其导热系数通常在 1 到 6.5 W/mK 之间,标准厚度通常在 0.010 英寸到 0.200 英寸之间,也可以更厚。在选择导热垫材料时,考虑设计要求至关重要。例如,玻璃纤维和铝载体是常见的选择,而抗剪切的 Kapton 和 PEN 薄膜也适用于有剪切风险的应用。
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隔热垫
导热垫是一种固体材料,是一种厚度一致的导热材料。它们通常是预先切割好的,以提供一致的厚度。 不同应用.这可确保元件之间的压力分布一致。虽然它不能像散热膏一样填满每一个细小的缝隙,但它更易于安装。此外,这种材料还具有极强的耐高温和防潮性能。它常用于对易用性和电气绝缘性要求较高的应用场合。
护垫的优点
易于应用: 与需要专门应用设备的焊膏相比,导热垫更易于应用。只需用相对压力将其放置在应用上即可。
易于制造: 在加热元件中使用导热垫可避免垫片粘结,从而使制造商的工作更加轻松。相比之下,导热垫比导热浆料更不容易偏离初始位置。
标准化散热能力 与液体导热膏相比,导热垫表面的散热能力更加标准化,更容易实现标准化。导热垫在使用后会随加热元件的温度而软化,从而填补使用表面的接口间隙。
护垫的缺点
附着力问题: 当导热垫粘附在散热器上时,它通常被模压在与之接触的一个发热表面上。这意味着如果散热器或附近的其他组件发生移动,就必须更换导热垫。
一次性使用: 隔热垫不能多次使用,一旦取下,每个组件都需要非常小心地处理,特别是如果隔热垫粘附到应用中的其他组件上。这会增加制造过程的成本和复杂性。
导热性较低:与导热膏相比,它的导热性较低。
导热膏
优势
多种应用方法: 与隔热垫相比 导热膏 提供了类似的解决方案,但作为一种液体,它可以以多种方式使用。通过分配器(注射器、管子等),膏体可直接涂抹在中央处理器(CPU)或散热器上,即使是最小的界面气隙也能填满,以确保有效的热传导和保温。
稳定性: 导热浆料不会流动,在强烈振动下也能保持稳定。它们能够长期保持稳定性。
效率: 由于热传导能力与热界面材料的用量成反比,因此只需要很少的导热膏,例如 THERM-A-GAP GEL30 或 GEL8010。
低废气排放: 当产品应用于相机或光学器件附近时,选择符合 NASA 除气标准的导热膏至关重要。低放气性可确保放气硅胶不会在相机或其他光学设备上凝结。
缺点
应用技术要求: 在使用导热膏时,必须确保根据需要覆盖整个表面区域,并使用足够的量。虽然通常用量越少越好,但用量太少也无法充分填充可能存在的空气间隙。
液态会导致混乱: 导热膏的液态性质会导致涂抹过程中的混乱和材料浪费。因此,要确保准确涂抹适量的导热膏,避免浪费,关键在于谨慎和精确。
难以维护: 由于导热膏的保湿性能较差,时间一长就会变干。因此需要定期使用,以保持元件的热性能。
导热垫与导热膏哪个更好
可以使用导热膏代替导热垫吗?
导热膏或导热凝胶是导热垫的合理替代品。与导热垫相比,导热膏具有自动化能力、阻抗较低(某些材料)以及在不规则表面上更稳定的能力。在以下情况下可能需要考虑使用导热膏:
更高的生产需求: 如果生产需求超过 5000 件/年,导热浆料可能是更合适的选择。
复杂图案设计 如果零件设计涉及复杂的图案,热熔胶可能更适合自动化应用。
部分脆弱: 如果由于焊膏产生的机械应力小而导致零件易碎,导热焊膏可能更适合。
假设要使用导热膏替换导热垫。在这种情况下,推荐使用的产品包括 Chomerics Therm-a-Gap Gel 75(高导热性)、Gel 30 或 8010(用于超低压缩的汽车应用)。
导热垫比导热膏更好吗?
导热垫和导热膏之间并没有明确的 "更好 "选择,而是取决于应用的具体需求。散热垫历来应用广泛,尤其擅长抑制振动和填充空间。其手工粘贴的特性使其在表面一致性方面可能更具挑战性。
相比之下,导热膏具有自动化能力、阻抗较低以及在不规则表面上提供较高一致性的能力。因此,在生产需求更大、零件设计更复杂或零件易碎性更高的情况下,导热膏可能更合适。
总之,选择取决于特定应用的要求,需要综合考虑导热垫和导热膏的优点,并做出相应的选择。
常见问题
导热膏和导热垫哪个更好?这个问题没有明确的答案,要根据具体应用来决定。一般来说,导热膏在填补缝隙和提高热传导效率方面更胜一筹,但在某些情况下,导热垫可能更适合。
由于导热膏的使用环境限制较多,因此一般不可能用导热垫取代导热膏。相反,可以用导热膏代替导热垫。
不建议同时使用导热垫和导热膏。因为同时使用可能会影响热阻,从而导致电子设备出现故障。
导热垫可用于任何基底,应用范围更广。此外,导热垫不会随着时间的推移而变干或失去导热性能。它们能为电子设备提供长期的热性能。