在电子设备散热设计中,导热垫片扮演着至关重要的“界面桥梁”角色。其性能绝非单一导热系数所能概括,而是硬度、厚度与压缩比三大要素协同作用的结果。
一、 硬度:在贴合与支撑间寻求平衡
硬度,通常以邵氏硬度衡量,是决定导热垫片界面贴合能力与机械完整性的基础。
技术影响解析 低硬度(高柔软度)的优势:硬度值低的材料具备极佳的顺应性。在压力下能充分填充发热体与散热器之间的微观空隙,有效降低接触热阻,特别适用于表面不平整或存在轻微翘曲的界面。 硬度的另一面:硬度过低可能导致垫片安装性差、易撕裂或抗穿刺能力弱。为此,傲琪电子在部分超软系列产品中,创新性地引入微观增强结构,在维持优异贴合性的同时,提升了机械强度和操作便利性,避免了因物理损伤导致的失效风险。
傲琪电子解决方案我们提供从超软到中等硬度的全系列导热垫片。例如,针对需要极致贴合的芯片与复杂外壳间隙,我们的超软系列(硬度 Shore C 25±5)能实现“类流体”般的填充;而对于需要一定支撑性、便于自动化贴装的PCB板级应用,则提供硬度适中的系列(如Shore C 40-50),确保可靠性与效率。
二、 厚度:不止于热阻公式的计算
根据热阻公式(R=δ/λA),理论上厚度(δ)越小,热阻(R)越低。然而,实际应用远比公式复杂。
技术影响解析 厚度的补偿作用:厚度选择的根本任务是补偿装配间隙。若垫片厚度小于实际间隙,将导致接触不良,散热效能急剧下降。设计中必须优先考虑组件间的最大预期间隙。 平衡的艺术:过厚的垫片固然能保证填充,却会拉长热通路,增加体积热阻。理想厚度是在确保充分接触的前提下,尽可能薄。
傲琪电子解决方案傲琪电子不仅提供从0.3mm到10.0mm的标准厚度选项,其核心优势在于应对多高度差场景。对于同一平面上存在不同高度的元器件(如GPU周围的显存与供电模块),我们可以通过精密计算,提供定制化的阶梯厚度解决方案或推荐具备高压缩比、宽泛适应性的单一面垫片,一次性覆盖所有元件,简化装配并保证各触点压力均匀。 三、 压缩比:激活界面性能的关键因子
压缩比,指垫片在受压下的厚度变化率,是决定其界面填充效率的动态性能指标。
技术影响解析 高压缩比的价值:高压缩比材料(如>30% @ 50psi)在较低压力下即可产生显著形变,能快速填满不规则空隙,增大有效接触面积。这在螺丝锁固力有限或元件对压力敏感(如陶瓷封装)的应用中至关重要。 压力分布与回弹:良好的压缩回弹性确保了在长期震动或冷热循环中,垫片能持续维持界面的紧密接触,防止因材料蠕变或松弛导致的热阻回升。
傲琪电子解决方案我们着力开发的高性能导热垫片系列,特别优化了压缩应力-应变曲线。它们能在中等安装压力下实现优异的界面填充,避免为追求低热阻而施加过大锁固力,从而保护精密元器件。例如,我们的高压缩比系列产品,专为汽车电子、服务器等高振动、高可靠性要求的领域设计,确保在严苛环境下性能持久稳定。
四、 协同设计:傲琪电子如何为客户打造定制化散热方案
硬度、厚度、压缩比并非孤立参数,其最佳组合完全取决于具体的应用场景。
场景化选型指南(傲琪电子视角)1. 高性能计算/服务器: 挑战:高热量密度,要求极低热阻与长期可靠性。 傲琪方案:推荐中等偏低硬度(保障贴合)、精准厚度(匹配间隙)、中等压缩比兼具良好导热系数的材料,如傲琪高性能硅胶垫片系列,注重长期使用下的低出油率与稳定性。
挑战:宽温域(-40℃~125℃+)、高振动、高可靠性。 傲琪方案:选用宽温稳定性好、抗冷热冲击、耐振动疲劳的材料。硬度适中以确保支撑性,压缩比经优化以适应壳体可能发生的微变形。我们的车规级导热垫片已通过相关可靠性测试。
3. 消费电子(如智能手机、平板): 挑战:空间极度紧凑,元件高度密集且不一致。 傲琪方案:主打超薄化(如0.3mm, 0.5mm)与高柔韧性。提供低硬度、高压缩比的超薄垫片或石墨-硅胶复合衬垫,在极限空间内实现高效均热与填充。
挑战:常有较大安装间隙与高度差,需兼顾绝缘与散热。 傲琪方案:提供较厚规格(1.5-10.0mm)且具备高压缩比的垫片,一次性填充大间隙。同时,可根据需求复合绝缘膜,提供集成化解决方案。
结语选择一款合适的导热垫片,是一场关于硬度、厚度与压缩比的精密权衡。傲琪电子的角色不仅是材料供应商,更是散热问题的合作伙伴。凭借对材料科学的深刻理解与丰富的工程应用经验,致力于为客户提供不止于标准品的精准热界面解决方案。我们相信,正确的材料选择与设计匹配,是释放设备潜能、保障其长期可靠运行的关键一步。
如需为您的特定应用获取选型建议或定制方案,欢迎联系傲琪电子技术团队。 15385137197,微信同号
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