導(dǎo)熱界面材料介紹及在LED燈具上的應(yīng)用

目錄
一、什么是導(dǎo)熱界面材料
二、為什么要導(dǎo)熱界面材料
三、理想的導(dǎo)熱界面材料是怎樣的。
四、幾種常見(jiàn)導(dǎo)熱界面材料的介紹。
1、導(dǎo)熱硅脂 2、導(dǎo)熱硅膠片 3、導(dǎo)熱相變化材料
4、導(dǎo)熱雙面貼 5、導(dǎo)熱石墨片
五、LED燈具對(duì)導(dǎo)熱界面材料的選擇。
六、建議

一、什么是導(dǎo)熱界面材料
•導(dǎo)熱界面材料（Thermal Interface Materials）又稱為熱界面材料或者界面導(dǎo)熱材料，是一種普遍用于IC封裝和電子散熱的材料，主要用于填補(bǔ)兩種材料接合或接觸時(shí)產(chǎn)生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，減少傳熱接觸熱阻，提高器件散熱性能。
•熱界面(接觸面)材料 (Thermal Interface Materials，TIM)在熱管理中起到了十分關(guān)鍵的作用，是該學(xué)科中的一個(gè)重要研究分支。

二、為什么要導(dǎo)熱界面材料
•在微電子材料表面和散熱器之間存在極細(xì)微的凹凸不平的空隙，如果將他們直接安裝在一起，它們間的實(shí)際接觸面積只有散熱器底座面積的10%，其余均為空氣間隙。因?yàn)榭諝鉄釋?dǎo)率只有0.024W/(m·K)，是熱的不良導(dǎo)體，將導(dǎo)致電子元件與散熱器間的接觸熱阻非常大，嚴(yán)重阻礙了熱量的傳導(dǎo)，最終造成散熱器的效能低下。
•使用具有高導(dǎo)熱性的熱界面材料填充滿這些間隙，排除其中的空氣，在電子元件和散熱器間建立有效的熱傳導(dǎo)通道，可以大幅度低接觸熱阻，使散熱器的作用得到充分地發(fā)揮。

三、理想的導(dǎo)熱界面材料是怎樣的。
理想的熱界面材料應(yīng)具有的特性是：
(1)高導(dǎo)熱性；
(2)高柔韌性，保證在較低安裝壓力條件下熱界面此材料能夠最充分地填充接觸表面的空隙，保證熱界面材料與接觸面間的接觸熱阻很??；(3)絕緣性；
(4)安裝簡(jiǎn)便并具可拆性；
(5)適用性廣，既能被用來(lái)填充小空隙，也能填充大縫隙。

四、幾種常見(jiàn)導(dǎo)熱界面材料的介紹
1、導(dǎo)熱硅脂
（1）、導(dǎo)熱硅脂俗稱散熱膏，導(dǎo)熱硅脂以有機(jī)硅酮為主要原料，添加耐熱、導(dǎo)熱性能優(yōu)異的材料，制成的導(dǎo)熱型有機(jī)硅脂狀復(fù)合物。
（2）、 優(yōu)點(diǎn)：性價(jià)比高，在電子散熱中最常見(jiàn)的導(dǎo)熱材料。
注意點(diǎn)：操作不方便，一般的導(dǎo)熱膏會(huì)有硅油析出，時(shí)間長(zhǎng)了 會(huì)干， 使用年限長(zhǎng)的產(chǎn)品不建議使用導(dǎo)熱膏。

2、導(dǎo)熱硅膠片
A、導(dǎo)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(guò)特殊工藝合成的一種導(dǎo)熱介質(zhì)材料。
B、在行業(yè)內(nèi)，又稱為導(dǎo)熱硅膠墊，導(dǎo)熱矽膠片，軟性導(dǎo)熱墊等等，是專門為利用縫隙傳遞熱量的設(shè)計(jì)方案生產(chǎn),能夠填充縫隙,完成發(fā)熱部位與散熱部位間的熱傳遞。
C、同時(shí)還起到絕緣、減震、密封等作用,能夠滿足設(shè)備小型化及超薄化的設(shè)計(jì)要求,是極具工藝性和使用性，且厚度適用范圍廣，是一種極佳的導(dǎo)熱填充材料。

導(dǎo)熱硅膠片的優(yōu)勢(shì)
1）導(dǎo)熱硅膠片的導(dǎo)熱系數(shù)的范圍以及穩(wěn)定度
2）導(dǎo)熱硅膠片在結(jié)構(gòu)上工藝工差的彌合,降低散熱器和散熱結(jié)構(gòu)件的工藝工差要求
3）導(dǎo)熱硅膠片具有絕緣的性能 。
4 ）導(dǎo)熱硅膠片具減震吸音的效果 。
5）導(dǎo)熱硅膠片具有安裝，測(cè)試，可重復(fù)使用的便捷性。

導(dǎo)熱相變化材料
•相變化材料(PCM - Phase Change Material)是指隨溫度變化而改變形態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。相變化材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程稱為相變過(guò)程，這時(shí)相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。
•優(yōu)點(diǎn)：相變化材料現(xiàn)在主要是固固相變,在面對(duì)熱沖擊的狀況下,可以通過(guò)相變化 吸收一定的熱量,減緩大熱流密度的沖擊.就像在導(dǎo)熱通道上加了一個(gè)蓄水池. 現(xiàn)在市場(chǎng)上的相變化材料的相變溫度大概是在45℃---50 ℃左右.相變化材料主要應(yīng)用與類似CPU等存在瞬時(shí)大熱流密度的熱源上,可以起 到很好保護(hù)作用,特別是在開(kāi)機(jī)或重新啟動(dòng)的瞬間. 注意點(diǎn): 有一定的熱容 熱阻小于導(dǎo)熱硅膠片 厚度薄可以做到0.125mm. 不易于保存以及安裝 ，有硅油析出,影響照明設(shè)備的光效 相變化導(dǎo)熱介質(zhì)比較合適在消費(fèi)性電子等產(chǎn)品,特別是筆記本電腦,游戲機(jī) 等.但是其可靠性不好,長(zhǎng)期在高溫下,其性能會(huì)下降,一般使用2年,性能下降約 40%---70%.

導(dǎo)熱雙面膠
•導(dǎo)熱雙面膠又稱導(dǎo)熱膠帶，是由壓克力聚合物填充導(dǎo)熱陶瓷粉末，與有機(jī)硅膠粘劑復(fù)合而成。具有高導(dǎo)熱和絕緣的特性，并具有柔軟性、壓縮性、服帖性、強(qiáng)粘性。適應(yīng)溫度范圍大，可填補(bǔ)不平整的表面，能緊密牢固地貼合熱源器件和散熱片，將熱量快速傳導(dǎo)出去。
•優(yōu)點(diǎn) ：一般粘接其他散熱片與發(fā)熱設(shè)備的用法很便捷，將導(dǎo)熱雙面貼置于發(fā)熱片與散熱片之間，加力壓緊，散熱片即被牢牢固定在發(fā)熱片上，使用簡(jiǎn)單便捷，利于提高生產(chǎn)效率。其散熱效果比一般的散熱貼紙效果明顯，大大提升了元件的壽命，是一些高端且需導(dǎo)熱的電子產(chǎn)品的首選。
•注意點(diǎn)：對(duì)粘接的表面要求高，印刷和電鍍的表面不宜用。

導(dǎo)熱石墨片
•導(dǎo)熱石墨片是一種全新的導(dǎo)熱散熱材料，沿兩個(gè)方向均勻?qū)?，屏蔽熱源與組件的同時(shí)改進(jìn)消費(fèi)類電子產(chǎn)品的性能。散熱效率高、占用空間小、重量輕，沿兩個(gè)方向均勻?qū)幔?ldquo;熱點(diǎn)”區(qū)域，屏蔽熱源與組件的同時(shí)改進(jìn)消費(fèi)類電子產(chǎn)品的性能。
•優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)熱系數(shù)高、材料比較薄、性價(jià)比高、縱向?qū)嵝阅艹瑥?qiáng)，能夠迅速消除熱點(diǎn)區(qū)域。
•注意點(diǎn)：不絕緣、材料比較脆、沖型時(shí)損耗大。

五、LED燈具對(duì)導(dǎo)熱界面材料的選擇。
1、led路燈：
不同的廠家有不同的設(shè)計(jì)，本人見(jiàn)過(guò)有的廠家不用，單不是集成燈珠。要求鋁基板和外殼非常平整。有的廠家用導(dǎo)熱膏，也有用導(dǎo)熱硅膠片，近兩年又有廠家用導(dǎo)熱石墨片、錫膏。
建議：用石墨片和導(dǎo)熱硅膠片。
2、led日光燈和面板燈：
最好選用導(dǎo)熱雙面膠帶
3、led射燈、筒燈：導(dǎo)熱絕緣片（0.23mm 耐壓5kv），導(dǎo)熱石墨片
以上只是本人接觸到客戶對(duì)熱界面材料的選擇，每個(gè)廠商對(duì)市場(chǎng)的定位不一樣，選擇也不盡相同。散熱涉及到整個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，最終的散熱效果的決定因素不單單是這些熱界面材料，它是一個(gè)整體，所有材料和工藝到位才會(huì)產(chǎn)生最好的散熱效果。

建議
1、不要單單迷信導(dǎo)熱系數(shù)一個(gè)參數(shù)。像導(dǎo)熱硅膠片的硬度太高了，導(dǎo)熱系數(shù)再高也沒(méi)什么效果，因?yàn)閴耗Ａ刻×恕?br /> 2、不要迷戀低價(jià)格。
3、最重要的是實(shí)際裝上產(chǎn)品測(cè)試最終性能。
4、最后，歡迎大家一起討論，一起學(xué)習(xí)。

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幾種導(dǎo)熱界面材料分析

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