導熱界(jie)面(mian)材料(Thermal Interface Materials,TIM),是常見散熱方式中的一種,普遍用于IC封裝和電子散熱。散(san)熱(re)(re)是一個經久不(bu)衰的話題,我們熟悉(xi)的手機、平板(ban)和電腦(nao)的正常運行就離不(bu)開各類導(dao)熱(re)(re)材(cai)料(liao)的熱(re)(re)傳(chuan)導(dao)作(zuo)用(yong),尤其是當下隨著智能(neng)設備(bei)高性能(neng)化、輕薄化發展,對導(dao)熱(re)(re)材(cai)料(liao)要(yao)求不(bu)斷提高,導(dao)熱(re)(re)產品也在快速升級換(huan)代。
拆裝過電腦的人都(dou)知道,導熱硅脂(zhi)是CPU散熱不可或缺的輔材,軟軟黏黏的,質地很像牙膏,它是連接CPU和散熱器之間的橋梁,作為一種填充物填滿散熱器與CPU之間的縫隙,將熱量傳導到散熱器,再由散熱器帶走熱量,從而實現降溫。
但是近幾年,智能設備和電子領域又(you)冒出了一種新的導熱(re)界面材(cai)料——導熱凝膠,同樣呈膏狀,已經逐漸在一些新產品上替代導熱硅脂,但由于外觀極為相似,很多人依舊把導熱凝膠認作導熱硅脂。
“導熱凝膠”和“導熱硅(gui)脂”的確有很多(duo)相似(si)之處——
比如說外觀,二者(zhe)都沒有固定形狀,只不(bu)過硅脂比較“稀”而導熱凝膠更“粘稠”而已。
導熱(re)硅(gui)脂(zhi)、導熱(re)凝膠的外觀對比
再(zai)從構成上來看,這兩者都是把導熱(re)填(tian)料填(tian)充進有機硅樹(shu)脂里面復合制(zhi)備(bei)的產(chan)(chan)物,導熱(re)填(tian)料的導熱(re)性(xing)、填(tian)充量、與基體的相(xiang)容度等影響著最終(zhong)產(chan)(chan)品的導熱(re)性(xing)能(neng)。
這兩者(zhe)最大的(de)區別(bie)就(jiu)是(shi):導熱(re)硅脂是(shi)直接把導熱(re)填(tian)料和短鏈小分子硅樹脂(俗稱硅油)混(hun)合(he);導熱凝膠則是(shi)先把(ba)那些硅油小分子交聯成超長鏈大分子,然(ran)后再(zai)和導(dao)熱填料(liao)混合。
導熱(re)硅脂、導熱(re)凝膠的微觀結構對(dui)比
對比而言,導(dao)(dao)熱凝(ning)膠比起導(dao)(dao)熱硅脂(zhi),更多的是改善了使用的可靠(kao)性的問題(ti)。
導熱(re)硅(gui)脂(zhi)的優點是:
1. 液態形(xing)式存(cun)在,具有良(liang)好潤濕性;
2. 導熱性(xing)性(xing)能好、耐(nai)高溫、耐(nai)老化和防水特性(xing);
3. 不(bu)溶于(yu)水,不(bu)易被氧化;
4. 具備一定的潤滑(hua)性和電絕緣性;
但(dan)同時具有缺點(dian):
1. 無(wu)法(fa)大面積涂抹,不可重復使(shi)用;
2. 產品長時間穩定性不佳,經過連續的熱循環后,會引起液體遷移,只(zhi)剩下(xia)填(tian)充材(cai)料,喪失表(biao)面潤濕性,最終可能導致失效(xiao);
3. 由(you)于界(jie)面(mian)兩邊的材(cai)料熱(re)膨(peng)脹速率不同,造(zao)成(cheng)一種“充氣”效應,導致熱(re)阻(zu)增加(jia),傳熱(re)效率降(jiang)低(di);
4. 始終液態,加工(gong)時難以控制(zhi),易(yi)造成(cheng)污染(ran)其他部件及材料(liao)浪費,增(zeng)加成(cheng)本(ben)。
導(dao)熱(re)凝(ning)膠相對(dui)于導(dao)熱(re)硅(gui)脂(zhi),更(geng)容易操作。硅(gui)脂(zhi)的一(yi)般(ban)(ban)使用方式(shi)是(shi)絲(si)網或(huo)鋼(gang)板印刷(shua),或(huo)是(shi)直接刷(shua)涂,對(dui)使用者和環境(jing)十(shi)分不友好,并且(qie)由于其具有(you)一(yi)定(ding)的流淌性,一(yi)般(ban)(ban)不能用于厚度0.2mm以上的場合。而導熱凝膠有一定的附著性(xing),可以壓縮成各(ge)種形(xing)狀,最(zui)低可以壓縮到幾百微米,而(er)且不會有出油和變干的問題,在可靠性上具有一定的優勢(shi)。
另外導熱凝膠在連續(xu)化作業方面有一定的(de)(de)優勢,可(ke)以直(zhi)接稱量使用(yong)(yong),常用(yong)(yong)的(de)(de)連續化使用(yong)(yong)方式是點(dian)膠(jiao)機(ji),可(ke)以實現(xian)定點定量控(kong)制,節省人工同時也提(ti)升(sheng)了生產效率。
導熱凝(ning)膠自(zi)動點膠機(ji)
導熱凝膠可以廣泛應用在電(dian)子(zi)(zi)、通訊(xun)、智能家居(ju)、汽車電(dian)子(zi)(zi)、無(wu)人(ren)機、光伏電(dian)池、LED照明、安防監控等領域。智能手機是導熱凝膠的主要應用市場之一,目前已導熱凝膠成為主流產品類型,隨著5G芯片的普及,導熱凝膠在智能手機領域的市場空間(jian)也將進(jin)一步擴(kuo)大。
除智能(neng)手機(ji)外,5G技術的應用使得5G基站、平板電腦、智能家居等領域對散熱凝膠的需求也在不斷上升,總的來看,導熱凝膠市場前景廣闊。
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