散熱材料的選擇(散熱效果最好的材料)
在不同的散熱方案中,有的方案就是簡單粗暴直接散熱用,比如鋁材、銅管散熱片,而有的散熱方案不能說它們不是用來直接散熱用,同時是考慮到結構、裝配的不同情況要求,起到熱傳遞作用的同時還保證了抗震性、絕緣、填充性,比如早期有介紹的導熱硅膠墊片。
不能說哪種最好,只能說哪種更適用,同學們在項目設計開發中,可以根據實際情況選擇合適方案使用。
一、鋁擠(銅擠)散熱片
這是最常用的散熱材料,銅的比熱容更高,散熱效果更好,但限于成本問題,大多會用在高端點的產品上,比如顯卡、CPU的散熱等,所以大部分的散熱金屬材質還是鋁質為主。
這個就不做太多介紹,如果大家有興趣,可以看下之前寫的一個文章,關于熱阻的計算。
阿昆聊散熱片的散熱及原理如何查看芯片熱阻參數及計算方式
二、散熱風扇
散熱風扇就和我們平時吹的電風扇一樣,屬于主動散熱。這是繼鋁擠被動散熱方式之外的另一種用的非常多的方式,比如電腦主機除了用到銅管鋁管散熱,因為發熱較大,還需另外增加一個風扇進行散熱。
風扇根據功能可分成普通、溫控等,尺寸外觀也分了很多種,但是決定風扇的核心部件還是軸承,大家有興趣可以看看之前寫的關于風扇軸承的文章:
阿昆天再熱也要聊電子產品直流風扇的核心部件---“軸承
三、鈉米碳散熱
鈉米碳是一種新型材料,通過鋁材,銅材表層涂的鈉米碳進行輻射散熱,將吸收的熱量以紅外形式輻射出去。
有興趣可以查看阿昆早期寫的關于鈉米碳的文章:
阿昆聊神奇的鈉米散熱器在電子產品里的應用
四、導熱硅膠散熱
導熱硅膠片是以硅膠為基材,添加金屬氧化物等各種輔材,通過特殊工藝合成的一種導熱介質材料,是用來減少熱源表面與散熱器件接觸面之間產生的接觸熱阻。
導熱硅膠的散熱能力比不上風扇,比不上鋁銅散熱片,但他的優點在于他的可塑性,有彈性,是輔助作為熱傳導中介的好材料,例如將它放于芯片于金屬機箱間,既起到穩固作用,還能將熱量進行傳導。
導熱硅膠片具有一定的柔韌性,優良的絕緣、壓縮性、表面天然的粘性,專門為利用縫隙傳遞熱量的設計方案生產,完成發熱部位與散熱部位的熱傳遞,同時還起到絕緣減震作用。能夠滿足小型化和輕薄化的設計要求,可以輕易做成不同形狀和尺寸,是極具工藝性和使用性。
阿昆聊電子產品里能屈能伸的散熱材料-導熱硅膠片
以下是某廠家的導熱硅膠參數表,不同廠家,因材料工藝不同,相關參數會存在一定差異,同時不同廠家型號叫法可能也不同,但所有涉及到的參數名是一樣的,這里需注意。
根據使用不一樣,導熱硅膠也衍生出幾種不同應用場合的規格:
1、帶玻纖導熱硅膠片(就是最常規的導熱硅膠)
是在一層加固玻璃纖維網上涂覆導熱高分子聚合物的導熱材料,具有電氣絕緣性,易于加工,增強了搞穿刺,搞剪切和搞撕裂性能,即使在極其粗糙和非常不平整的表面,也能帶來良好的導熱填充效果。
2、帶強粘性導熱硅膠片
主要用于發熱器件與散熱片或產品外殼之間無緊固。
3、背矽膠導熱硅膠片
主要用于低緊固壓力要求的應用。低模量的聚合物附在玻璃纖維基材上構成,在機器的接觸面之前能作為一個填充界面。
五、導熱石墨片
導熱石墨片,是一種全新的導熱散熱材料,具有獨特的晶粒取向,沿兩個方向均勻導熱,片層狀結構可很好適應任何表面,屏蔽熱源與組件的同時改進消費類電子產品的性能,均勻散熱的同時也在厚度方面提供熱隔離。
特點:
水平導熱系數高達1500w/m-k
可復合銅箔、鋁箔等材料
超薄、厚度0.025--0.07mm
六、導熱雙面膠
導熱雙面膠是一種應用于粘接散熱片和其它的功率消耗半導體上如功率管、橋堆、功放等。這些膠帶具有極強的粘合強度,并且熱阻抗小,可以有效的取代熱硅脂和機械固定。
特點:
高粘結各種平面感壓雙面膠帶
高性能熱傳丙烯酸膠
替代熱熔膠、螺絲、扣具等固定方式。
七、絕緣矽膠布
絕緣矽膠布是用硅膠及玻纖、絕緣膜或聚脂膜基材經過特殊工藝生產而成的布狀制品。因其優良的導熱、絕緣及裝配方便等特性,廣泛用于電子電器等行業。使用時,根據發熱界面的大小及間隙高度選擇不同厚度的導熱矽膠布裁剪,安放在發熱界面與其組件的空隙睡,起導熱介質作用。
產品特點
極強的電子絕緣能力
避免使用用硅脂,比陶瓷成本低
增強刺穿和抗撕裂的能力
以上不同規格的不同參數供參考。
八、矽膠帽套和矽膠套管
其是以硅膠及玻璃纖維為基材經過特殊工藝生產而成的套狀或管狀制品。
因其優良的導熱,絕緣、防震及裝配方便等特性,被廣泛用于發熱的晶體管、功放管、二極管、三極管及各類柱狀發熱體上。使用時,直接安放在發熱管上。
矽膠帽套
某廠商的參數,供參考。
矽膠套管
九、單組份硅膠
脫醇型單組份室溫硫化硅橡膠產品,能在室溫下接觸空氣中的濕氣硫化成彈性體,應用于發熱元件與散熱器之間的熱量傳遞,并省去了傳統導熱方法所需的機械緊固。體積電阻、擊穿電壓、功率損耗、耐電弧性都很優異。且不易受溫度、頻率變化影響。
十、導熱硅脂
這個最常見的就是我們的電腦里,裝過電腦的都知道CPU安裝散熱片前都要涂一層這種導熱硅脂,以填充縫隙,增大散熱面積,確保散熱達到最優。
這是一種金屬氧化物填充的有機硅混合物,具有卓越的導熱系數,由高純度的填充物和有機硅組成的混合物,白色、平滑,幾乎無油離或高溫揮發并正真具有顯著的熱傳導性能。
主要用于半導體器件和散熱器的裝配面,消除接觸面的空氣,增加熱流通道,改善熱傳導。
以下是某廠家的不同規格的導熱硅脂參數。
十一、導熱泥
導熱泥也稱為導熱膩子,就是我們刷墻說的那種膩子,它以硅膠為基體,填充以多種高性能陶瓷粉末制成。導熱泥具有導熱系數高,熱阻低,在散熱部件上貼服性良好,永久不干,絕緣,可自動填充空隙,最大限度 增加有限接觸面積,可以無限壓縮等特點。
開關電源中用的較多。
十二、導熱灌封膠
導熱灌封膠是一種低粘度阻燃性雙組分加成型有機導熱灌封膠,可以室溫固化。也可以加熱固化,且溫度越高固化越快的特點。
適用于電子配件導熱、絕緣、防水、密封及阻燃。
以上是某公司不同規格的灌封膠參數