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散热设计对导热材料的选择

发布时间:2006-10-19 下午8:07

作者: 清闲遇雨

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统计资料表明电子元器件温度每升高2度,可靠性下降10 %;温升50度时的寿命只有温升25度时的1/6。温度是影响设备可靠性最重要的因素。这就需要在技术上采取措施限制机箱及元器件的温升,这就是热设计。热设计的原则,一是减少发热量,即选用更优的控制方式和技术,如移相控制技术、同步整流技术等技术,另外就是选用低功耗的器件,减少发热器件的数目,加大粗印制线的宽度,提高电源的效率。二是加强散热,即利用传导、辐射、对流技术将热量转移.
在做传导散热设计时,因选择主动散热还是选择被动散热,对导热材料的选择就会有很多不同.
导热材料分填缝导热材料和间隙导热材料.
缝隙导热材料厚度多在0.5mm下,间隙导热材料使用厚度在0.5mm以上.
其中填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是填充发热功率器件与散热片之间的缝隙,通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体,导热系数是仅有0.03w/m.k,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气.所以有散热设计工程师开玩笑说:在你的电脑的CPU与散热片间涂牙膏或许比使用导热硅脂都要好,如果你能涂的够薄够均匀的话!
间隙导热材料有导热硅胶垫、导热泡棉、导热橡胶片。
随着微电子技术的飞速发展,芯片的尺寸越来越小,同时运算速度越来越快,发热量也就越来越大,如英特尔处理器3.6G奔腾4终极版运行时产生的热量最大可达115W,这就对芯片的散热提出更高的要求。设计人员就必须采用先进的散热工艺和性能优异的散热材料来有效的带走热量,保证芯片在所能承受的最高温度以内正常工作。电子设备及终端外观越来越要求向薄小发展,电视从CRT发展到液晶平板电视,台式电脑到笔记本电脑,还有数字机顶盒,便携式CD等,散热设计就与传统的形式不同,因该类产品比较薄小。
对这些外观扁平的产品而言,首先,从空间来说不能使用更多的散热铝片和风扇,从整体上说不允许加强冷式散热设计,不能使用对流形式(特别是通信户外设备)。同样辐射散热的方式在扁平的空间也难以做到。所以大家不约而同地都想到了利用机壳散热,其好处是不要考虑因风扇而另加风扇电源(风扇不转了怎么办?),不会因风扇而引起的更多的灰尘,没有了因风扇而起的噪音。只要散热设计得当,完全可以达到散热要求.
有一液晶电视生产厂家,以前电视内置电源部分是使用风冷的散热方式,现分别在电源变压器、主芯片、功率管共有的散热片加垫T7x35x35mm、T4.5x15x20mm、T10x20x25mm三中不同厚度规格的软性硅胶导热垫将热量导到金属框架上,不再使用散热风扇了,达到了很好的散热目的。
软性硅胶导热垫工艺厚度从0.5mm~5mm不等,每0.5mm一加,即0.5mm 1mm 1.5mm 2mm一直到5mm,特殊要求可增至10mm,导热系数高达2.45w/mk,同时具有非常好的绝缘性能..阻燃防火性能符合U.L 94V-0 要求,并符合欧盟SGS环保认证,工作温度一般在-50℃~220℃,因此,是非常好的导热材料 .又其特别柔软,专门为利用间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的热传递,增加导热面积,同时还起到减震 绝缘 密封等作用,能够满足社设备小型化 超薄化的设计要求,是极具工艺性和使用性的新材料.且厚度适用范围广,特别适用于汽车、显示器、计算机和电源等电子设备行业.
???标签: 设计
编辑部 编辑于 2006-10-23 上午11:49
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第1楼

新散热设计-提高产品性能、降低成本。

发布时间:2006-10-28 上午10:19

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在新产品的开发时,对导热材料的选择,可能决定产品的外观和性能.
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清闲遇雨 编辑于 2006-10-30 上午11:11
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第2楼 导热好,绝缘强,使用方便。 发布时间:2006-11-12 下午7:25

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软性硅胶导热片作为新型导热材料,应用广泛,相关使用及图片请参阅:
http://www.dianyuan.com/bbs/d/46/119436.html
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第3楼 回复主题:散热设计对导热材料的选择 发布时间:2010-7-28 上午9:50

作者: 导热散热绝缘材料

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薄小电子产品散热设计与软性硅胶导热材料的应用
薄小电子产品散热设计与软性硅胶导热材料的应用
在较大空间电子设备中的散热设计已有很多成熟的设计方案,这里不做阐述。随着微电子技术的飞速发展,芯片的尺寸越来越小,同时运算速度越来越快,发热量也就越来越大,如英特尔处理器3.6G奔腾4终极版运行时产生的热量最大可达115W,这就对芯片的散热提出更高的要求。设计人员就必须采用先进的散热工艺和性能优异的散热材料来有效的带走热量,保证芯片在所能承受的最高温度以内正常工作。电子设备及终端外观越来越要求向薄小发展,电视从CRT发展到液晶平板电视,台式电脑到笔记本电脑,还有数字机顶盒,便携式CD等,散热设计就与传统的形式不同,因该类产品比较薄小。 统计资料表明电子元器件温度每升高2度,可*性下降10 %;温升50度时的寿命只有温升25度时的1/6。温度是影响设备可*性最重要的因素。这就需要在技术上采取措施*机箱及元器件的温升,这就是热设计。热设计的原则,一是减少发热量,即选用更优的控制方式和技术,如移相控制技术、同步整流技术等技术,另外就是选用低功耗的器件,减少发热器件的数目,加大粗印制线的宽度,提高电源的效率。二是加强散热,即利用传导、辐射、对流技术将热量转移, 但对外观扁平的产品而言,首先,从空间来说不能使用更多的散热铝片和风扇,从整体上说不允许加强冷式散热设计,不能使用对流形式。同样辐射散热的方式在扁平的空间也难以做到。所以大家不约而同地都想到了利用机壳散热,其好处是不要考虑因风扇而另加风扇电源,不会因风扇而引起的更多的灰尘,没有了因风扇而起的噪音。 如何才能真正利用好机器外壳散热呢?软性硅胶导热绝缘材料的应用的机会就来了。软性导热硅胶绝缘垫是传热界面材料中的一种,是片状材料,可根据发热功率器件的大小及形状任意裁切,具有良好的导热能力和绝缘特性,其作用就是填充发热功率器件与散热器之间间隙,是替代导热硅脂的最佳产品。该产品的导热系数是2.75W/mK,而空气的导热系数是0.03w/mk;抗电压击穿值在4000伏以上,在大部分电子设备中有绝缘要求都可以使用.工艺厚度从0.5mm~5mm不等,每0.5mm一加,即0.5mm 1mm 1.5mm 2mm一直到5mm,特殊要求可增至10mm,厚度不同为的是让设计者方便选择PCB板及发热功率器件的位置.阻燃防火性能符合U.L 94V-0 要求,并符合欧盟SGS环保认证,工作温度一般在-50℃~220℃,因此,是非常好的导热材料 .又其特别柔软,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的热传递,增加导热面积,同时还起到减震 绝缘 密封等作用,能够满足社设备小型化 超薄化的设计要求,是极具工艺性和使用性的新材料.且厚度适用范围广,特别适用于汽车、显示器、计算机和电源等电子设备行业。
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电子工程专辑小米雄伟的抱负,可惜没卖AA电池充电器
第4楼 回复主题:散热设计对导热材料的选择 发布时间:2010-8-4 上午11:27

作者: 深圳王工

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40A以上的,最好还是用陶瓷导热片。
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