電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料特性和選擇方法

第九講導(dǎo)熱材料

（1課時(shí)）

電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料特性和選擇方法1第九講導(dǎo)熱材料9.1導(dǎo)熱材料的主要參數(shù)9.2導(dǎo)熱材料的種類(lèi)9.2.1相變導(dǎo)熱絕緣膜墊9.2.2導(dǎo)熱導(dǎo)電膜墊9.2.3導(dǎo)熱絕緣膠帶9.2.4導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊9.2.5導(dǎo)熱絕緣膠9.2.6導(dǎo)熱硅脂9.3導(dǎo)熱材料的比較和選擇第九講導(dǎo)熱材料2第九講導(dǎo)熱材料*導(dǎo)熱材料（Thermalconductive

material）也稱(chēng)為熱管理材料（Thermalmanagementmaterials）；或者熱界面材料（ThermalInterfaceMaterial），它們被用于兩種材料接觸表面做有效的熱量傳遞。*例如，散熱器和芯片的表面看起來(lái)是很平整的，實(shí)際上用顯微鏡看是凸凹不平的，并且有微孔。如果兩者不做任何處理直接接觸，則實(shí)際相連的接觸面積很小，這就不利于熱的傳導(dǎo)。*利用導(dǎo)熱材料的微、納米級(jí)微小顆粒和它們的流動(dòng)性及柔軟性，可以填充芯片和散熱器之間的微小空隙，增大接觸面積幾十倍，保證不同材料之間的熱傳導(dǎo)。第九講導(dǎo)熱材料*導(dǎo)熱材料（Thermalconduc3第九講導(dǎo)熱材料9.1導(dǎo)熱材料的主要參數(shù)1．導(dǎo)熱系數(shù)*導(dǎo)熱系數(shù)（Thermalconductivity）是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度時(shí)，在1小時(shí)內(nèi)通過(guò)1m2面積所傳遞的熱量，單位為瓦/米×度（W/m℃）。這個(gè)單位中的“℃”，國(guó)外的導(dǎo)熱材料常用絕對(duì)溫度單位“K”來(lái)表示。*導(dǎo)熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)。非晶體結(jié)構(gòu)材料、密度較低的材料、材料的含水率較低和溫度較低時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較小。*一般而言，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)最大，非金屬和液體次之，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)最小。導(dǎo)熱系數(shù)≤0.055W/m℃的材料稱(chēng)為高效絕熱材料，≥500W/m℃的料稱(chēng)為高效導(dǎo)熱材料。*導(dǎo)熱系數(shù)越大，導(dǎo)熱效果就越好。常見(jiàn)原材料的導(dǎo)熱系數(shù)如表9-1所示。導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)多在0.5~5W/m·℃。第九講導(dǎo)熱材料9.1導(dǎo)熱材料的主要參數(shù)4第九講導(dǎo)熱材料表9-1常見(jiàn)材料的導(dǎo)熱系數(shù)第九講導(dǎo)熱材料5第九講導(dǎo)熱材料

2．熱阻抗*熱阻抗（Thermalimpedance）表示物體的對(duì)熱量傳導(dǎo)的阻礙效果，即物體持續(xù)傳熱功率為1W時(shí)，導(dǎo)熱路徑兩端面上的溫差。簡(jiǎn)稱(chēng)熱阻，單位為℃/W，或℃·cm2/W。*熱阻是越低越好，因?yàn)橄嗤沫h(huán)境溫度與導(dǎo)熱功率下，熱阻越低，發(fā)熱物體的溫度就越低。熱阻的大小與所采用的導(dǎo)熱材料有很大的關(guān)系。導(dǎo)熱硅脂的熱阻均小于0.1℃/W，優(yōu)秀的可達(dá)到0.005℃/W。*導(dǎo)熱系數(shù)是材料的固有特性。而熱阻的大小與材料組成、形狀和尺寸相關(guān)。通常一個(gè)材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大，越能做出熱阻小的散熱材料和散熱器件。第九講導(dǎo)熱材料2．熱阻抗6第九講導(dǎo)熱材料3．接觸壓力

*接觸壓力（Interfacestress）是指施加在導(dǎo)熱材料接觸面上的應(yīng)力，這是一個(gè)應(yīng)用時(shí)的設(shè)計(jì)指標(biāo)。*在接觸面上施加合適的力可以增大實(shí)際的接觸面積，從而減小熱阻。一般導(dǎo)熱材料受到的壓力在69～690KPa(10～100psi)之間較為合適。保持合適接觸壓力，可以保證熱能的傳導(dǎo)，它是重要的導(dǎo)熱材料指標(biāo)。第九講導(dǎo)熱材料3．接觸壓力7第九講導(dǎo)熱材料4．顏色

導(dǎo)熱材料的顏色被用來(lái)區(qū)分導(dǎo)熱材料依據(jù)其導(dǎo)熱性能。通常國(guó)外的導(dǎo)熱材料產(chǎn)品，導(dǎo)熱性能從弱至強(qiáng)分為白、灰、藍(lán)、粉紅、黃和橙等顏色。5.成分導(dǎo)熱導(dǎo)電材料通常由硅樹(shù)脂和高分子薄膜材料，添加鋁粉末和其它金屬微粒材料組成。導(dǎo)熱絕緣材料通常由由硅膠或高分子薄膜材料添加氮化硼和石墨等組成。也有直接用鋁和銅箔做成的高導(dǎo)熱材料。導(dǎo)熱薄膜材料有帶和不帶背膠兩種。10/29/2022第九講導(dǎo)熱材料4．顏色10/22/20228第九講導(dǎo)熱材料6．厚度通常，被導(dǎo)熱的兩個(gè)界面是金屬材料，如散熱片和芯片的表面。導(dǎo)熱材料含有非金屬成分，它們的導(dǎo)熱性能不如金屬，所以導(dǎo)熱薄膜材料越薄越好。7．工作溫度這是考核導(dǎo)熱材料的環(huán)境溫度適應(yīng)性，差的材料，比如導(dǎo)熱硅膠在低溫時(shí)會(huì)脆化開(kāi)裂，高溫時(shí)流動(dòng)，均會(huì)影響使用功能。實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，這個(gè)實(shí)物往往不能達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)，是要特別關(guān)注的指標(biāo)。

第九講導(dǎo)熱材料6．厚度9第九講導(dǎo)熱材料

8．固化時(shí)間固化時(shí)間（Curecycle）是指導(dǎo)熱膠涂敷后的凝固時(shí)間。這個(gè)時(shí)間依環(huán)境溫度而不同，溫度越高，凝固的時(shí)間越快。這個(gè)參數(shù)對(duì)生產(chǎn)時(shí)的效率有影響，從便于生產(chǎn)的角度，固化時(shí)間越短越好。目前多數(shù)導(dǎo)熱膠的常溫初始凝固時(shí)間在幾分鐘至一小時(shí)；達(dá)到粘接強(qiáng)度的常溫固化時(shí)間需24～48小時(shí)。有些雙組分導(dǎo)熱膠，在使用時(shí)需混合，混合后會(huì)隨著時(shí)間的推移，粘度會(huì)逐漸上升直至固化到不可涂敷，這個(gè)時(shí)間稱(chēng)為可使用壽命（Potlife），一般為1～10小時(shí)。第九講導(dǎo)熱材料

8．固化時(shí)間10第九講導(dǎo)熱材料

9．除氣性能除氣（Outgassing）率是衡量導(dǎo)熱材料在固化的過(guò)程中可揮發(fā)物的損失，通常用總質(zhì)量損失（Totalmassloss：TML）率和收集可凝揮發(fā)物（Collectedvolatilecondensablematerials：CVCM）率來(lái)表示。美國(guó)ASTME595標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了這兩種數(shù)據(jù)的測(cè)試方法。除氣率越小越好，高的除氣率會(huì)引起結(jié)合面的空隙，不利于導(dǎo)熱。第九講導(dǎo)熱材料

9．除氣性能11第九講導(dǎo)熱材料

10．貯存壽命存貯壽命（Shelflife），相變導(dǎo)熱絕緣襯墊和導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱硅脂等材料有存貯壽命的限值，通常在6～24個(gè)月。相對(duì)單組分的材料而言，雙組分膠存貯壽命較長(zhǎng)。超過(guò)存貯壽命材料的粘接性能不能保證，也就不應(yīng)再使用。第九講導(dǎo)熱材料

10．貯存壽命12

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ttu9.2導(dǎo)熱材料的種類(lèi)

9.2.1相變導(dǎo)熱絕緣膜墊

*相變導(dǎo)熱絕緣膜墊（Phasechangematerial）是一種由高導(dǎo)熱填料與相變化合物混合而成的新型薄膜材料。有多種材料可以作為相變材料，如高聯(lián)高密度聚乙烯、層狀鈣鈦礦和多元醇，其低溫相變是核心技術(shù)。*物質(zhì)從一種狀態(tài)變到另一種狀態(tài)叫相變。相變導(dǎo)熱絕緣膜墊在50～70℃以上時(shí)，材料軟化成微熔融狀，從而可以有效填充結(jié)合面的不平和微孔，達(dá)到高效導(dǎo)熱的目的。這種相變是隨著溫度變化可逆的。

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ttu9.2導(dǎo)熱材料的種類(lèi)13

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圖9-1相變導(dǎo)熱絕緣襯墊相變導(dǎo)熱絕緣襯墊其產(chǎn)品形狀為薄膜，如圖9-1所示。厚度有0.13/0.2/0.25/0.5mm幾種規(guī)格。

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相變導(dǎo)熱絕緣襯墊其產(chǎn)品形狀為薄膜，如14第九講導(dǎo)熱材料9.2.2導(dǎo)熱導(dǎo)電膜墊*材料組成導(dǎo)熱導(dǎo)電膜墊（Electricalandthermallyconductiveinterfacepad）由合成纖維、硅橡膠加導(dǎo)電微粒制成。其熱傳導(dǎo)能力和材料本身具備的柔韌性，可以滿足功率元器件的熱傳導(dǎo)和安裝要求。除了具有導(dǎo)電性能外，這種材料與相變導(dǎo)熱絕緣襯墊性能接近。*材料形狀導(dǎo)熱導(dǎo)電襯墊的厚度有0.13/0.2/0.25/0.5mm幾種規(guī)格，長(zhǎng)度和寬度尺寸可定制。這種材料背面帶膠，但粘接力只能保證此襯墊與散熱器的貼合，并不能起到將散熱器緊固在芯片表面，緊固散熱器還需螺釘?shù)染o固方式。第九講導(dǎo)熱材料9.2.2導(dǎo)熱導(dǎo)電膜墊15第九講導(dǎo)熱材料

9.2.3導(dǎo)熱絕緣膠帶*材料組成導(dǎo)熱絕緣膠帶（Thermallyconductiveinsulator）是增強(qiáng)氮化硼和硅橡膠制成的薄膜。*材料形狀導(dǎo)熱絕緣膠帶的厚度有0.25/0.51/0.76mm幾種；長(zhǎng)寬尺寸均為200mm左右，也可定制長(zhǎng)寬尺寸。這種膠帶只起導(dǎo)熱、絕緣和貼合的作用，裝散熱片時(shí)還需再用加螺釘或其他方式緊固。用于需要和散熱器絕緣的功率元器件。這種薄膜具有很好的機(jī)械性能，大部分材料可以在螺釘?shù)膲壕o下不破損。第九講導(dǎo)熱材料

9.2.3導(dǎo)熱絕緣膠帶16第九講導(dǎo)熱材料

9.2.4導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊*材料組成導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊（Thermallyconductivefoaminsulator），也稱(chēng)為導(dǎo)熱絕緣填充墊（Thermallyconductivegapfillers）。目前使用的基材主要是硅橡膠，填充物為氧化鋁顆?；蛘哐趸X、氧化鎂或氮化硼的混合顆粒，背面可帶導(dǎo)熱壓敏膠，具有良好的導(dǎo)熱性能，同時(shí)能夠起到絕緣的作用。*材料形狀導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊是一種有彈性的，有一定厚度的導(dǎo)熱襯墊。厚度在1～5mm之間，長(zhǎng)寬尺寸在100～300mm之間，長(zhǎng)和寬的尺寸也可定制。第九講導(dǎo)熱材料

9.2.4導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊17第九講導(dǎo)熱材料

9.2.5導(dǎo)熱絕緣膠

*導(dǎo)熱絕緣膠（Thermallyconductiveandinsulativeadhesive；Thermalinterfacecompoundsandencapsulant）有硅導(dǎo)熱絕緣膠和環(huán)氧導(dǎo)熱絕緣膠兩種。這些膠多為A+B雙組份組成，使用時(shí)按比例混合使用----這是為了保證使用時(shí)的性能，過(guò)早的混合會(huì)影響使用性能。也有已混合好的單管膠。*導(dǎo)熱絕緣膠為罐裝的稠液體，凝固后有極好的韌性，工作溫度很寬，同時(shí)在潮濕環(huán)境下也有極好的絕緣性。但混合后要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)用完，否則影響粘接效果。使用時(shí)可以用手動(dòng)或氣動(dòng)敷料槍。*導(dǎo)熱絕緣膠用于芯片和小型散熱片之間，如熱功耗在幾瓦的芯片用散熱片。可以完成導(dǎo)熱、絕緣和機(jī)械連接的作用，散熱片不必再用螺釘?shù)冗B接方式。第九講導(dǎo)熱材料

9.2.5導(dǎo)熱絕緣膠18第九講導(dǎo)熱材料

9.2.6導(dǎo)熱硅脂

*導(dǎo)熱硅脂（Thermalgrease）是一種加入大量導(dǎo)熱金屬氧化物填料的有機(jī)硅膏狀材料。其基材為聚硅氧烷樹(shù)脂（也稱(chēng)硅酮Silicone），填充物為氧化鋅/氧化鋁/氮化硼/碳化硅/等成份。這種復(fù)合物具有高熱導(dǎo)率、低滲油量和良好的高溫穩(wěn)定性，復(fù)合物能維持稠度直至約200℃。*通常導(dǎo)熱硅脂是不導(dǎo)電的，也有導(dǎo)電的導(dǎo)熱硅脂，它們是加了銀、鋁、石墨等微粒的復(fù)合物。用于一些芯片外殼需接地的場(chǎng)合，用導(dǎo)電還是不導(dǎo)電的導(dǎo)熱硅脂要根據(jù)芯片是否需接地來(lái)確定。*導(dǎo)熱硅脂多為罐裝和管裝，導(dǎo)熱性能依據(jù)廠家和品種多有不同。第九講導(dǎo)熱材料

9.2.6導(dǎo)熱硅脂19第九講導(dǎo)熱材料

9.3導(dǎo)熱材料的比較和選擇

表9-2各種導(dǎo)熱材料的比較第九講導(dǎo)熱材料

9.3導(dǎo)熱材料的比較和選擇20第九講導(dǎo)熱材料1．導(dǎo)熱參數(shù)導(dǎo)熱材料選擇最重要的參數(shù)是導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻，這要根據(jù)芯片的散熱要求確定。其次也要考慮結(jié)構(gòu)安裝的便利性等其它要素。2．根據(jù)電氣特性選擇在電路中，由于散熱器和功率器件外殼有的需要接地有的不需要接地，所以就有了導(dǎo)電和絕緣兩類(lèi)材料，在選材料時(shí)要與電路工程師溝通清楚，避免選錯(cuò)。第九講導(dǎo)熱材料1．導(dǎo)熱參數(shù)21第九講導(dǎo)熱材料3．根據(jù)生產(chǎn)的便利性選擇*從可生產(chǎn)性考慮，在薄膜、厚襯墊、粘接膠和膏狀物中正確選用。以方便應(yīng)對(duì)不同的產(chǎn)品需求。*在導(dǎo)熱材料中，導(dǎo)熱硅脂由于其相對(duì)價(jià)格較低，使用方便，性能好是應(yīng)用較多的材料。*特別要提醒的是：與此產(chǎn)品形態(tài)類(lèi)似的，還有硅潤(rùn)滑脂，這是絕熱的硅橡膠，不是導(dǎo)熱材料。而這兩種材料往往會(huì)在一個(gè)工廠均有用到，曾經(jīng)有用錯(cuò)的案例，要細(xì)心避免。4．根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸要求選擇*在需要墊高，以保證某種尺寸要求時(shí)，可以用厚的導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊。如既有散熱要求，又有墊高需要時(shí)，或者對(duì)會(huì)受沖擊振動(dòng)的移動(dòng)設(shè)備（厚的導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊有阻尼減振作用）。否則盡可能采用薄的材料。第九講導(dǎo)熱材料3．根據(jù)生產(chǎn)的便利性選擇22第九講導(dǎo)熱材料相變導(dǎo)熱絕緣膜墊是導(dǎo)熱材料發(fā)展方向，隨這價(jià)格降低和技術(shù)的推廣，會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。通常金屬、非金屬，液態(tài)、空氣導(dǎo)熱性能呈極差遞減。導(dǎo)熱絕緣膜墊越薄越好。導(dǎo)熱膠是有使用壽命的。第九講導(dǎo)熱材料相變導(dǎo)熱絕緣膜墊是導(dǎo)熱材料發(fā)展方向，隨這價(jià)23電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料特性和選擇方法

第九講導(dǎo)熱材料

（1課時(shí)）

電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料特性和選擇方法24第九講導(dǎo)熱材料9.1導(dǎo)熱材料的主要參數(shù)9.2導(dǎo)熱材料的種類(lèi)9.2.1相變導(dǎo)熱絕緣膜墊9.2.2導(dǎo)熱導(dǎo)電膜墊9.2.3導(dǎo)熱絕緣膠帶9.2.4導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊9.2.5導(dǎo)熱絕緣膠9.2.6導(dǎo)熱硅脂9.3導(dǎo)熱材料的比較和選擇第九講導(dǎo)熱材料25第九講導(dǎo)熱材料*導(dǎo)熱材料（Thermalconductive

material）也稱(chēng)為熱管理材料（Thermalmanagementmaterials）；或者熱界面材料（ThermalInterfaceMaterial），它們被用于兩種材料接觸表面做有效的熱量傳遞。*例如，散熱器和芯片的表面看起來(lái)是很平整的，實(shí)際上用顯微鏡看是凸凹不平的，并且有微孔。如果兩者不做任何處理直接接觸，則實(shí)際相連的接觸面積很小，這就不利于熱的傳導(dǎo)。*利用導(dǎo)熱材料的微、納米級(jí)微小顆粒和它們的流動(dòng)性及柔軟性，可以填充芯片和散熱器之間的微小空隙，增大接觸面積幾十倍，保證不同材料之間的熱傳導(dǎo)。第九講導(dǎo)熱材料*導(dǎo)熱材料（Thermalconduc26第九講導(dǎo)熱材料9.1導(dǎo)熱材料的主要參數(shù)1．導(dǎo)熱系數(shù)*導(dǎo)熱系數(shù)（Thermalconductivity）是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度時(shí)，在1小時(shí)內(nèi)通過(guò)1m2面積所傳遞的熱量，單位為瓦/米×度（W/m℃）。這個(gè)單位中的“℃”，國(guó)外的導(dǎo)熱材料常用絕對(duì)溫度單位“K”來(lái)表示。*導(dǎo)熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)。非晶體結(jié)構(gòu)材料、密度較低的材料、材料的含水率較低和溫度較低時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較小。*一般而言，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)最大，非金屬和液體次之，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)最小。導(dǎo)熱系數(shù)≤0.055W/m℃的材料稱(chēng)為高效絕熱材料，≥500W/m℃的料稱(chēng)為高效導(dǎo)熱材料。*導(dǎo)熱系數(shù)越大，導(dǎo)熱效果就越好。常見(jiàn)原材料的導(dǎo)熱系數(shù)如表9-1所示。導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)多在0.5~5W/m·℃。第九講導(dǎo)熱材料9.1導(dǎo)熱材料的主要參數(shù)27第九講導(dǎo)熱材料表9-1常見(jiàn)材料的導(dǎo)熱系數(shù)第九講導(dǎo)熱材料28第九講導(dǎo)熱材料

2．熱阻抗*熱阻抗（Thermalimpedance）表示物體的對(duì)熱量傳導(dǎo)的阻礙效果，即物體持續(xù)傳熱功率為1W時(shí)，導(dǎo)熱路徑兩端面上的溫差。簡(jiǎn)稱(chēng)熱阻，單位為℃/W，或℃·cm2/W。*熱阻是越低越好，因?yàn)橄嗤沫h(huán)境溫度與導(dǎo)熱功率下，熱阻越低，發(fā)熱物體的溫度就越低。熱阻的大小與所采用的導(dǎo)熱材料有很大的關(guān)系。導(dǎo)熱硅脂的熱阻均小于0.1℃/W，優(yōu)秀的可達(dá)到0.005℃/W。*導(dǎo)熱系數(shù)是材料的固有特性。而熱阻的大小與材料組成、形狀和尺寸相關(guān)。通常一個(gè)材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大，越能做出熱阻小的散熱材料和散熱器件。第九講導(dǎo)熱材料2．熱阻抗29第九講導(dǎo)熱材料3．接觸壓力

*接觸壓力（Interfacestress）是指施加在導(dǎo)熱材料接觸面上的應(yīng)力，這是一個(gè)應(yīng)用時(shí)的設(shè)計(jì)指標(biāo)。*在接觸面上施加合適的力可以增大實(shí)際的接觸面積，從而減小熱阻。一般導(dǎo)熱材料受到的壓力在69～690KPa(10～100psi)之間較為合適。保持合適接觸壓力，可以保證熱能的傳導(dǎo)，它是重要的導(dǎo)熱材料指標(biāo)。第九講導(dǎo)熱材料3．接觸壓力30第九講導(dǎo)熱材料4．顏色

導(dǎo)熱材料的顏色被用來(lái)區(qū)分導(dǎo)熱材料依據(jù)其導(dǎo)熱性能。通常國(guó)外的導(dǎo)熱材料產(chǎn)品，導(dǎo)熱性能從弱至強(qiáng)分為白、灰、藍(lán)、粉紅、黃和橙等顏色。5.成分導(dǎo)熱導(dǎo)電材料通常由硅樹(shù)脂和高分子薄膜材料，添加鋁粉末和其它金屬微粒材料組成。導(dǎo)熱絕緣材料通常由由硅膠或高分子薄膜材料添加氮化硼和石墨等組成。也有直接用鋁和銅箔做成的高導(dǎo)熱材料。導(dǎo)熱薄膜材料有帶和不帶背膠兩種。10/29/2022第九講導(dǎo)熱材料4．顏色10/22/202231第九講導(dǎo)熱材料6．厚度通常，被導(dǎo)熱的兩個(gè)界面是金屬材料，如散熱片和芯片的表面。導(dǎo)熱材料含有非金屬成分，它們的導(dǎo)熱性能不如金屬，所以導(dǎo)熱薄膜材料越薄越好。7．工作溫度這是考核導(dǎo)熱材料的環(huán)境溫度適應(yīng)性，差的材料，比如導(dǎo)熱硅膠在低溫時(shí)會(huì)脆化開(kāi)裂，高溫時(shí)流動(dòng)，均會(huì)影響使用功能。實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，這個(gè)實(shí)物往往不能達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)，是要特別關(guān)注的指標(biāo)。

第九講導(dǎo)熱材料6．厚度32第九講導(dǎo)熱材料

8．固化時(shí)間固化時(shí)間（Curecycle）是指導(dǎo)熱膠涂敷后的凝固時(shí)間。這個(gè)時(shí)間依環(huán)境溫度而不同，溫度越高，凝固的時(shí)間越快。這個(gè)參數(shù)對(duì)生產(chǎn)時(shí)的效率有影響，從便于生產(chǎn)的角度，固化時(shí)間越短越好。目前多數(shù)導(dǎo)熱膠的常溫初始凝固時(shí)間在幾分鐘至一小時(shí)；達(dá)到粘接強(qiáng)度的常溫固化時(shí)間需24～48小時(shí)。有些雙組分導(dǎo)熱膠，在使用時(shí)需混合，混合后會(huì)隨著時(shí)間的推移，粘度會(huì)逐漸上升直至固化到不可涂敷，這個(gè)時(shí)間稱(chēng)為可使用壽命（Potlife），一般為1～10小時(shí)。第九講導(dǎo)熱材料

8．固化時(shí)間33第九講導(dǎo)熱材料

9．除氣性能除氣（Outgassing）率是衡量導(dǎo)熱材料在固化的過(guò)程中可揮發(fā)物的損失，通常用總質(zhì)量損失（Totalmassloss：TML）率和收集可凝揮發(fā)物（Collectedvolatilecondensablematerials：CVCM）率來(lái)表示。美國(guó)ASTME595標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了這兩種數(shù)據(jù)的測(cè)試方法。除氣率越小越好，高的除氣率會(huì)引起結(jié)合面的空隙，不利于導(dǎo)熱。第九講導(dǎo)熱材料

9．除氣性能34第九講導(dǎo)熱材料

10．貯存壽命存貯壽命（Shelflife），相變導(dǎo)熱絕緣襯墊和導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱硅脂等材料有存貯壽命的限值，通常在6～24個(gè)月。相對(duì)單組分的材料而言，雙組分膠存貯壽命較長(zhǎng)。超過(guò)存貯壽命材料的粘接性能不能保證，也就不應(yīng)再使用。第九講導(dǎo)熱材料

10．貯存壽命35

第九講導(dǎo)熱材料

ttu9.2導(dǎo)熱材料的種類(lèi)

9.2.1相變導(dǎo)熱絕緣膜墊

*相變導(dǎo)熱絕緣膜墊（Phasechangematerial）是一種由高導(dǎo)熱填料與相變化合物混合而成的新型薄膜材料。有多種材料可以作為相變材料，如高聯(lián)高密度聚乙烯、層狀鈣鈦礦和多元醇，其低溫相變是核心技術(shù)。*物質(zhì)從一種狀態(tài)變到另一種狀態(tài)叫相變。相變導(dǎo)熱絕緣膜墊在50～70℃以上時(shí)，材料軟化成微熔融狀，從而可以有效填充結(jié)合面的不平和微孔，達(dá)到高效導(dǎo)熱的目的。這種相變是隨著溫度變化可逆的。

第九講導(dǎo)熱材料

ttu9.2導(dǎo)熱材料的種類(lèi)36

第九講導(dǎo)熱材料

圖9-1相變導(dǎo)熱絕緣襯墊相變導(dǎo)熱絕緣襯墊其產(chǎn)品形狀為薄膜，如圖9-1所示。厚度有0.13/0.2/0.25/0.5mm幾種規(guī)格。

第九講導(dǎo)熱材料

相變導(dǎo)熱絕緣襯墊其產(chǎn)品形狀為薄膜，如37第九講導(dǎo)熱材料9.2.2導(dǎo)熱導(dǎo)電膜墊*材料組成導(dǎo)熱導(dǎo)電膜墊（Electricalandthermallyconductiveinterfacepad）由合成纖維、硅橡膠加導(dǎo)電微粒制成。其熱傳導(dǎo)能力和材料本身具備的柔韌性，可以滿足功率元器件的熱傳導(dǎo)和安裝要求。除了具有導(dǎo)電性能外，這種材料與相變導(dǎo)熱絕緣襯墊性能接近。*材料形狀導(dǎo)熱導(dǎo)電襯墊的厚度有0.13/0.2/0.25/0.5mm幾種規(guī)格，長(zhǎng)度和寬度尺寸可定制。這種材料背面帶膠，但粘接力只能保證此襯墊與散熱器的貼合，并不能起到將散熱器緊固在芯片表面，緊固散熱器還需螺釘?shù)染o固方式。第九講導(dǎo)熱材料9.2.2導(dǎo)熱導(dǎo)電膜墊38第九講導(dǎo)熱材料

9.2.3導(dǎo)熱絕緣膠帶*材料組成導(dǎo)熱絕緣膠帶（Thermallyconductiveinsulator）是增強(qiáng)氮化硼和硅橡膠制成的薄膜。*材料形狀導(dǎo)熱絕緣膠帶的厚度有0.25/0.51/0.76mm幾種；長(zhǎng)寬尺寸均為200mm左右，也可定制長(zhǎng)寬尺寸。這種膠帶只起導(dǎo)熱、絕緣和貼合的作用，裝散熱片時(shí)還需再用加螺釘或其他方式緊固。用于需要和散熱器絕緣的功率元器件。這種薄膜具有很好的機(jī)械性能，大部分材料可以在螺釘?shù)膲壕o下不破損。第九講導(dǎo)熱材料

9.2.3導(dǎo)熱絕緣膠帶39第九講導(dǎo)熱材料

9.2.4導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊*材料組成導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊（Thermallyconductivefoaminsulator），也稱(chēng)為導(dǎo)熱絕緣填充墊（Thermallyconductivegapfillers）。目前使用的基材主要是硅橡膠，填充物為氧化鋁顆?；蛘哐趸X、氧化鎂或氮化硼的混合顆粒，背面可帶導(dǎo)熱壓敏膠，具有良好的導(dǎo)熱性能，同時(shí)能夠起到絕緣的作用。*材料形狀導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊是一種有彈性的，有一定厚度的導(dǎo)熱襯墊。厚度在1～5mm之間，長(zhǎng)寬尺寸在100～300mm之間，長(zhǎng)和寬的尺寸也可定制。第九講導(dǎo)熱材料

9.2.4導(dǎo)熱絕緣發(fā)泡墊40第九講導(dǎo)熱材料

9.2.5導(dǎo)熱絕緣膠

*導(dǎo)熱絕緣膠（Thermallyconductiveandinsulativeadhesive；Thermalinterfacecompoundsandencapsulant）有硅導(dǎo)熱絕緣膠和環(huán)氧導(dǎo)熱絕緣膠兩種。這些膠多為A+B雙組份組成，使用時(shí)按比例混合使用----這是為了保證使用時(shí)的性能，過(guò)早的混合會(huì)影響使用性能。也有已混合好的單管膠。*導(dǎo)熱絕緣膠為罐裝的稠液體，凝固后有極好的韌性，工作溫度很寬，同時(shí)在潮濕環(huán)境下也有極好的絕緣性。但混合后要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)用完，否則影響粘接效果。使用時(shí)可以用手動(dòng)或氣動(dòng)敷料槍。*導(dǎo)熱絕緣膠用于芯片和小型散熱片之間，如熱功耗在幾瓦的芯片用散熱片?？梢酝瓿蓪?dǎo)