幾種常見導熱材料優缺點對比

常見的導熱材料有哪些？各自有什么優缺點？

 

1. 導熱硅脂：

       導熱硅脂又叫做散熱硅脂、導熱膏等，是目前應用最廣泛的的一種導熱介質，材質為膏狀液態，它是以硅油為原料，并添加增稠劑等填充劑，在經過加熱減壓、研磨等工藝之后形成的一種酯狀物，該物質有一定的黏稠度，沒有明顯的顆粒感?？梢杂行У奶畛涓鞣N縫隙；主要應用環境：高功率的發熱元器件與散熱器之間。

優點：

(1) 液態形式存在，具有良好潤濕性；

(2) 導熱性性能好、耐高溫、耐老化和防水特性；

(3) 不溶于水，不易被氧化；

(4) 具備一定的潤滑性和電絕緣性；

(5) 成本低廉。

缺點：

(1) 無法大面積涂抹，不可重復使用；

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，只剩下填充材料，喪失表面潤濕性，最終可能導致失效。

(3) 由于界面兩邊的材料熱膨脹速率不同，造成一種“充氣”效應，導致熱阻增加，傳熱效率降低；

(4) 始終液態，加工時難以控制，易造成污染其他部件及材料浪費，增加成本。

 

2. 導熱墊片：

       導熱墊片，用于填充發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，從而能提高發熱電子組件的效率和使用壽命。

       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。

優點：

(1) 預成型的導熱材料，具有安裝、測試、可重復使用的便捷性；

(2) 柔軟有彈性，壓縮性好，能夠覆蓋非常不平整的表面；

(3) 低壓下具有緩沖、減震吸音的效果。

(4) 良好的導熱能力和高等級的耐壓絕緣；

(5) 性能穩定，高溫時不會滲油，清潔度高。

缺點：

(1) 厚度和形狀預先設定，使用時會受到厚度和形狀限制；

(2) 厚度較高，厚度0.5mm以下的導熱硅膠片工藝復雜，熱阻相對較高；

(3) 相比導熱硅脂，導熱墊片導熱系數稍低；

(4) 相比導熱硅脂，導熱墊片價格稍高。

 

3. 相變導熱材料：

       相變導熱材料，是指隨溫度變化而改變形態并能提供潛熱的物質。相變化材料由固態變為液態或由液態變為固態的過程稱為相變過程。KY相變導熱材料，相變溫度45°C，導熱性能優越，并且改善了微處理器，存儲器模塊DC/DC轉換器和功率模塊的可靠性。

優點：

(1) 可返修，可重復使用，涂覆厚度及形狀可按需控制；

(2) 室溫下為固體，但在設備運行期間熔化填補微間隙（不垂流）；

(3) 導熱效果相當于傳統導熱硅脂，性能更好；

(4) 極好的硅脂替代品，不存在傳統硅脂硅油揮發變干老化的現象。

(5) 無一般硅脂的溢膠現象。

(6) 與導熱硅脂相比，不存在“充氣”效應，長期使用具有高度可靠性；

(7) 可點膠、絲網印刷、手動涂覆，可完全自動化操作，大幅提高生產量；

(8) 環保，符合Rohs標準。

 

4. 導熱膠：

       導熱膠，又稱導熱硅膠，是以有機硅膠為主體，添加填充料、導熱材料等高分子材料，混煉而成的硅膠，具有較好的導熱、電絕緣性能，廣泛用于電子元器件。

優點：

(1) 熱界面材料，會固化，具有粘接性能，粘接強度高；

(2) 固化后呈彈性體，抗沖擊、抗震動；

(3) 固化物具有良好的導熱、散熱功能；

(4) 優異的耐高低溫性能和電氣性能。

缺點：

(1) 不可重復使用；

(2) 填縫間隙一般。

 

5. 導熱灌封膠：

       導熱灌封膠，常見的分為有機硅橡膠體系和環氧體系，有機硅體系軟質彈性，環氧體系硬質剛性；可滿足較大深度的導熱灌封要求。提升對外部震動的抵抗性，改善內部元器件與電路之間的絕緣防水性能。

優點：

(1) 具備很好的防水密封效果；

(2) 優秀的電氣性能和絕緣性能；

(3) 固化后可拆卸返修；

缺點：

(1) 導熱效果一般；

(4) 工藝相對復雜；

(5) 粘接性能較差；

(6) 清潔度一般。

 

6. 導熱膠帶：

       導熱膠帶又叫做導熱雙面膠，由亞克力聚合物與有機硅膠粘劑復合而成；通常應用于功率不高的熱源與小型的散熱器之間，用來固定LED散熱器等。

優點：

(1) 同時具有導熱性能和粘接性能；

(2) 具有良好的填縫性能；

(3) 外觀類似雙面膠，操作簡單。

(4) 一般用于某些發熱性較小的電子零件和芯片表面。

缺點：

(1) 導熱系數比較低，導熱性能一般；

(2) 無法將過重物體粘接固定；

(3) 膠帶厚度一旦超過，與散熱片之間無法達成有效傳熱。

(4) 一旦使用，不易拆卸，存在損壞芯片和周圍器件的風險，不易拆卸徹底。

 

       無論是哪款導熱材料都沒有辦法滿足所有電子設備的需求，或多或少都有它的部分缺點，重點是如何通過產品結構與各種技術將導熱材料的優點放大。