热导率0.024W/(m*K)石墨片导热灌封胶 粘接胶 矽胶布 相变材料

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导热界面材料背景

散热一直是电子工业一项重点研究的工作,电子元器件的实际工作温度是影响其可靠性的关键因素之一。随着电子设备向着小型化、高功耗发展,其功耗密度逐步增加,电子设备的发热量也成倍增加,这也对系统的散热性能提出了更高的要求;由此诞生。

导热界面材料基本概述

导热界面材料,英文为Thermal Interface Materials,简称TIM,又称为热界面材料或者界面导热材料,是一种普遍用于IC封装和电子散热的材料,主要用于填补两种材料接合或接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞,减少传热接触热阻,提高器件散热性能。

在微电子材料表面和散热器之间存在极细微的凹凸不平的空隙,如果将它们直接安装在一起,它们间的实际接触面积只有散热器底座面积10%,其余均为空气间隙。因为空气热导率只有0.024W/(m*K),是热的不良导体,将导致电子元件与散热器间的接触热阻非常大,严重阻碍了热量的传导,终造成散热器的效能低下。使用具有高导热性的热界面材料填充满这些间隙,排除其中的空气,在电子元件和散热器间建立有效的热传导通道,可以大幅度降低接触热阻,使散热器的作用得到充分地发挥。热界面(接触面)材料在热管理中起到了十分关键的作用,是该学科中的一个重要研究分支。

为了满足电子类产品的散热需求,导热界面材料也是种类繁多,市场上常用的导热界面材料有:
一.热特性

1 热阻抗

热阻等于R=d/k,此等式表明热阻与导热系数k成反比,与材料厚度成正比。也就是说材料的导热系数是一个常数,热阻只与材料的厚度有关,厚度越厚热阻就越大,越小。

接触热阻是可以人为控制的,依据接触表面选择合适的导热界面材料。这样才能控制总导热阻抗。

2 导热系数

导热系数是确定导热界面材料的导热能力的标志。导热系数越大导热性能越好。

二 电气特性

1 击穿电压

击穿电压的测量是在特定的条件下导热材料可以经受多大的电压值。此数值表明了导热界面材料的电绝缘能力。该数值在潮湿,高温环境下会受到影响,因为导热界面材料吸收了空气中的水分。

2 体积电阻率

体积电阻率用于度量单位体积材料的容积电子阻力。体积电阻率是指导热界面材料在通电组件和金属散热器件之间电流泄漏的能力。和击穿电压一样也会受潮湿和高温的影响还使体积电阻率下降。

三 弹性体特性

1 压缩变形

压缩变形是指偏转时施加的合力。当施加压缩负荷时,弹性体材料会发生形变,但材料的体积保持不变。压缩变形特性可能会根据部件的的几何体,偏转率和探针的大小等而发生变化。

2 应力弛豫

当在导热界面材料上施加压力时,较初的变形后,会缓慢地发生弛豫过程,随后除去压力,这一过程会持续到压力负荷与材料的内在强度达到平衡为止。

3 压缩形变

压缩形变是应力弛豫的结果,导热界面材料忍受压力负荷的时间过长,部分变形就会成为较久变形,在负荷减轻之后不可恢复。

如何选择导热界面材料?

我们了解了导热界面材料的基本介绍后,如何选择合适导热界面材料呢?根据客户的应用确定导热界面材料的类型;根据产品的导热系数、厚度、尺寸、密度、耐电压、使用温度等参数来选择合适的导热界面材料。

热管理材料新选择:0.024W/(m·K)石墨片与导热灌封胶的协同应用

在电子设备功率密度持续攀升的当下,热管理已成为决定产品可靠性与寿命的核心环节。传统导热材料在界面热阻、长期稳定性或施工便利性上往往存在短板。先进院(深圳)科技有限公司推出的0.024W/(m*K)导热石墨片及配套导热灌封胶、导热粘接胶、导热矽胶布与导电相变材料系列,针对高绝缘、低热阻、易返修等具体痛点提供了系统化方案。以每平方米298元为参考基准的这一产品线,其价值不仅在于单一材料的数值指标,更在于构建了一个从填充缝隙到固定元件、再到电气隔离的完整热传导链路。对于设计紧凑型电源、高功率LED模组或新能源电池包的工程师而言,理解这套材料组合在不同工况下的性能边界,是做出正确选型的前提。

导热灌封胶与导热粘接胶:缝隙填充中的微观热桥构建

导热灌封胶的核心功能在于取代空气间隙。空气热导率仅约0.026W/(m·K),发热元件与散热器表面加工平整,微观接触面仍存在大量空气层。先进院(深圳)科技有限公司的导热灌封胶采用高填充性硅基体系,固化后形成弹性体,能够深度浸润凹凸表面,将界面热阻从0.5℃·cm²/W量级降低至0.1℃·cm²/W以下。具体到施工场景中,当灌封胶覆盖于发热芯片周边,其导热系数与前述石墨片相匹配,避免了因材料导热梯度差异过大导致的局部热点。与之配合的导热粘接胶则侧重于结构固定,适用于将散热片直接粘接至IGBT模块或MOSFET管壳。这类粘接胶需要平衡两个对立性能:高导热填料添加量会提升热导率但降低粘接强度。先进院(深圳)科技有限公司的产品通过控制球形氧化铝与氮化硼的比例,在满足垂直方向导热需求的保证剪切强度达到3MPa以上,经受-40℃至150℃热循环而不产生脱层。

导热矽胶布与导热石墨片:面向高电压场景的绝缘导热薄层

在强电环境中,电气绝缘是优先级高于导热的第一要求。导热矽胶布通过将陶瓷填料分散嵌入硅橡胶基体,实现了兼顾电击穿强度与热传导的双层功能。典型参数方面,厚度0.3mm的矽胶布击穿电压可达6kV以上,热阻控制在0.5℃·cm²/W以内。其应用场景集中于开关电源的MOS管与散热器之间,以及变频器功率模块与接地铝板之间。实际选用时需注意,矽胶布表面摩擦系数较低,安装前应使用酒精清洁接触面,避免粉尘颗粒造成局部绝缘薄弱点。导热石墨片则走向另一个技术路线:利用石墨晶体平面内极高的热导率(可达500W/(m·K)以上),将热点热量沿平面快速扩散。0.024W/(m·K)这一数值是垂直于厚度方向的贯穿热导率,它反映了石墨片在厚度方向的导热阻力——这一指标对于薄层应用(如手机主板与中框之间)至关重要。当石墨片与矽胶布组合使用时,石墨片的平面扩散能力弥补了矽胶布在水平方向导热的不足,形成立体散热网络。

导电相变材料:动态热界面管理中的智能响应机制

导电相变材料是热界面材料家族中技术密度较高的成员。其工作原理基于相变潜热效应:当工作温度升至材料熔融点(通常设定在45℃至60℃之间)时,材料从固态转变为液态,体积膨胀并填补接触微隙,热阻可骤降至初始值的四分之一。先进院(深圳)科技有限公司的导电相变材料在此基础之上添加了导电碳纤维网络,使得材料在相变过程中维持稳定的体积电阻率(通常低于10⁻¹Ω·cm)。这一特性在电池模组连接片与汇流排的接触界面体现得尤为突出:相变材料在电池放电产热后液化,紧密贴合铜铝端子表面,承担均流与散热双重任务。必须指出的是,导电相变材料不适用于需要电气隔离的场景。选用时需计算实际工作温度是否覆盖相变点,若设备长期运行在低于熔点5℃以上的环境,相变材料将保持固态而无法发挥低热阻优势,反而不如直接使用导热矽胶布。

从系统集成视角来看,0.024W/(m·K)石墨片导热灌封胶粘接胶矽胶布相变材料构成了一个可灵活拆解组合的工具包。设计阶段即应明确各材料层的叠放顺序:发热芯片表面涂抹导热粘接胶固定散热片,散热片与机壳之间采用导热矽胶布实现绝缘,整体缝隙使用导热灌封胶填充,而导电相变材料则预留于需要定期维护的连接点。这种分层策略避免单一材料承担过多职能,既降低了成本,也提升了产品返修便利性。先进院(深圳)科技有限公司的产品体系为这种工程思维提供了底层支持,每平方米298元的定价对应的是经过粒径筛选、树脂配方优化和老化测试验证的成熟物料。对于量产项目,可通过打样测试记录实际温差值,对比理论计算模型,Zui终锁定Zui经济的材料厚度与面积用量。

更新时间
黄金会员
第1年
统一社会信用代码
91440300MA5D86QC13
成立日期
2016年03月09日
法定代表人
段春生
注册资本
1177

主营产品

电磁屏蔽材料及器件、吸波材料、导电银胶、金导体浆、铂电极浆料、镀金膜、柔性电极材料、导热材料及器件和其他电子器件

经营范围

商事主体的经营范围由章程确定。经营范围中属于法律、法规规定应当经批准的项目,取得许可审批文件后方可开展相关经营活动。

公司简介

先进院(深圳)科技有限公司2016年创立于深圳, 公司拥有自主研发团队,汇集了众多行业精英和新材料领域的高端人才,拥有精尖专家2人、博士生导师4人等技术专家。主要产品为电磁屏蔽材料及器件、吸波材料、导电银胶、金导体浆、铂电极浆料、镀金膜、 柔性电极材料、导热材料及器件和其他电子器件,是当今前列的、创新型电磁屏蔽及导热解决方案服务商。已在深圳及东莞建有生产基地,在各地设立了多个办事处,能为全球客户提供便捷的电磁屏蔽及导热服务应用解决方案。...

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