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导热硅脂有什么作用?

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导热硅脂俗称散热膏,也称导热膏,导热硅脂是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,用于功率放大器、晶体管、电子管、CPU等电子元器件的导热及散热,从而保证电子仪器、仪表等的电气性能的稳定。
导热硅脂是用来填充CPU与散热片之间的空隙的材料的一种,这种材料又称之为热界面材料。其作用是用来向散热片传导CPU散发出来的热量,使CPU温度保持在一个可以稳定工作的水平,防止CPU因为散热不良而损毁,并延长使用寿命。

在热管理应用中,即使是表面非常光洁的两个平面在相互接触时都会有空隙出现,这些空隙中的空气是热的不良导体,会阻碍热量向散热片的传导。而导热硅脂就是一种可以填充这些空隙,使热量的传导更加顺畅迅速的材料。
由于导热硅脂属于一种化学物质,因此它也有反映自身工作特性的相关性能参数。我们只要了解这些参数的含义,就可以判断一款导热硅脂散热膏的性能高低。
热传导系数
导热硅脂的热传导系数与散热器的基本一致,它的单位为W/mK,即截面积为1平方米的柱体沿轴向1米距离的温差为1开尔文(1K=1℃)时的热传导功率。数值越大,表明该材料的热传递速度越快,导热性能越好。
热阻系数
热阻系数表示物体对热量传导的阻碍效果。热阻的概念与电阻非常类似,单位也与之相仿(℃/W),即物体持续传热功率为1W时,导热路径两端的温差。热阻显然是越低越好,因为相同的环境温度与导热功率下,热阻越低,发热物体的温度就越低。热阻的大小与导热硅脂所采用的材料有很大的关系。
目前主流导热硅脂的热阻系数均小于0.1℃/w,优秀的可达到0.005℃/W。
工作温度
由于硅脂本身的特性,其工作温度范围是很广的。工作温度是确保导热硅脂处于固态或液态的一个重要参数﹐温度过高,导热硅脂流体体积膨胀,分子间距离拉远,相互作用减弱﹐粘度下降﹔温度降低﹐流体体积缩小,分子间距离缩短﹐相互作用加强,粘度上升,这两种情况都不利于散热。
导热硅脂的工作温度一般不超过200℃,高温可达300摄℃,低温一般为-60℃左右。对于导热硅脂的工作温度,我们不用担心,毕竟通过常规手段很难将CPU/GPU的温度超出这个范围。
粘度
粘度是流体粘滞性的一种量度﹐指流体内部抵抗流动的阻力,用对流体的剪切应力与剪切速率之比表示,粘度的测定方法,表示方法很多,如动力粘度的单位为帕·秒。
对于导热硅脂来说,粘度在2500帕·秒左右,具有很好的平铺性,可以容易地在一定压力下平铺到芯片表面四周,而且保证一定的粘滞性,不至于在挤压后多余的硅脂会流动。
优点:
(1)高导热
(2)低热阻
(3)工作温度范围大
(4)低挥发性
(5)低油离度(趋向于零)
(6)耐高低温、耐水、臭氧、耐气候老化等
缺点:
(1)无法大面积涂抹,不可重复使用;
(2)产品长时间稳定性不佳,经过连续的热循环后,会引起液体迁移,只剩下填充材料,丧失表面润湿性,最终可能导致失效。
(3)由于界面两边的材料热膨胀速率不同,造成一种“充气”效应,导致热阻增加,传热效率降低;
导热硅脂的使用不是涂的越多越好,而是在保证填满间隙的前提下越薄越好。多涂并无益处,反而会影响热传导效率。


IP属地:上海1楼2024-06-03 15:23回复