面對導熱墊片種類如此繁多-達人支招如何選擇

　　導熱墊片是填充發(fā)熱器件和散熱片或金屬底座之間的空氣間隙，它們的柔性、彈性特征使其能夠用于覆蓋非常不平整的表面。熱量從分離器件或整個PCB傳導到金屬外殼或擴散板上，從而能提高發(fā)熱電子組件的效率和使用壽命。目前市場存在最多是我們常說的導熱硅膠墊片。

　　在墊片的使用中，壓力和溫度二者是相互制約的，隨著溫度的升高，在設備運轉一段時間后，墊片材料發(fā)生軟化、蠕變、應力松弛現象，機械強度也會下降，密封的壓力降低。

　　·應用

　　散熱器底部或框架

　　高速硬盤驅動器

　　RDRAM內存模塊

　　微型熱管散熱器

　　汽車發(fā)動機控制裝置

　　通訊硬件便攜式電子裝置

　　半導體自動試驗設備

　　那么，如何在眾多規(guī)格中找到合適的導熱墊片呢？

　　一、基體的選擇

　　導熱墊片常見的有三種高分子材料作為基體，有機硅、聚氨酯和丙烯酸樹脂。后兩張一般也稱為無硅導熱墊片。

　　有機硅導熱墊片繼承了有機硅材料的特性，是應用最廣的一類導熱墊片，但有一個缺點是硅油析出，在一些場合（比如光學設備、硬盤等）無法使用。

　　無硅的墊片的主要優(yōu)點是無硅油析出，缺點也很明顯，包括耐溫性稍差，硬度偏大等。

　　二、導熱率的選擇

　　該選用何種導熱率的墊片，則需要結合使用的應用環(huán)境和要求來決定。首先是看元件的發(fā)熱量，其次是設計間隙厚度、期望降低的溫度和傳熱面積。根據這些就根據傅里葉方程估算出面積熱阻，再根據不同導熱率墊片的厚度熱阻曲線就可以決定需要的產品。

　　厚度Vs熱阻曲線是選擇導熱系數的好助手，兩者基本呈線性關系，斜率是該墊片的導熱系數的倒數。

　　舉個例子，某電源功率為5W，芯片和外殼間隙約為2mm，希望芯片溫度能在70℃以下，外殼溫度低于50℃，芯片大小為1in2。

　　面積熱阻I=△T*A/Q=6℃*in2/W

　　說明使用的導熱墊片的面積熱阻必須小于6℃*in2/W,在結合曲線，2mm對應的熱阻約為2.8℃*in2/W,說明該1.5W/mK的到墊片是完全滿足要求的。

　　三、結構的選擇

　　三種結構類型的導熱墊片各有優(yōu)缺，都有其獨特之處。一般來說，加入增強材料后會提升物理強度，但是會犧牲一些導熱性能。如果規(guī)格比較大，對于厚的產品影響不大，但對于薄（＜1mm）的產品則有一定的影響，無增強材料的墊片都會發(fā)生伸長等情況，嚴重的會發(fā)生破裂，而加入增強材料的墊片強度大，不會發(fā)生尺寸變化。矽膠布在表面的墊片則具有耐刺穿和更好的電絕緣性。

　　四、厚度的選擇

　　墊片的厚度一般需要根據設計的間隙寬度來選擇，推薦壓縮20-50%厚度后接近間隙厚度的規(guī)格。比如間隙厚度為1.5mm，則可推薦2.0mm的產品，因為2.0的產品壓縮25%后和間隙厚度一致。這個厚度的產品既可以保證填滿間隙，有不至于產生過大的應力。下圖為某款導熱墊的壓縮率曲線，從圖中可以大概了解某一壓縮率下瞬間壓縮應力的大小，一個好消息是維持該壓縮率的應力則遠小于瞬間壓縮應力。

　　產品的硬度對壓縮性能影響很大，在物理強度保證的前提下，建議優(yōu)先選擇低硬度的產品。除了應力更小的原因，低硬度的墊片界面親和性也更好，界面熱阻更低。

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