在電子設(shè)備散熱設(shè)計中,導(dǎo)熱墊片扮演著至關(guān)重要的“界面橋梁”角色。其性能絕非單一導(dǎo)熱系數(shù)所能概括,而是硬度、厚度與壓縮比三大要素協(xié)同作用的結(jié)果。
一、 硬度:在貼合與支撐間尋求平衡
硬度,通常以邵氏硬度衡量,是決定導(dǎo)熱墊片界面貼合能力與機械完整性的基礎(chǔ)。
技術(shù)影響解析
低硬度(高柔軟度)的優(yōu)勢:硬度值低的材料具備的順應(yīng)性。在壓力下能充分填充發(fā)熱體與散熱器之間的微觀空隙,有效降低接觸熱阻,特別適用于表面不平整或存在輕微翹曲的界面。
硬度的另一面:硬度過低可能導(dǎo)致墊片安裝性差、易撕裂或抗穿刺能力弱。為此,傲琪電子在部分超軟系列產(chǎn)品中,創(chuàng)新性地引入微觀增強結(jié)構(gòu),在維持優(yōu)異貼合性的同時,提升了機械強度和操作便利性,避免了因物理損傷導(dǎo)致的失效風(fēng)險。
傲琪電子解決方案
我們提供從超軟到中等硬度的全系列導(dǎo)熱墊片。例如,針對需要貼合的芯片與復(fù)雜外殼間隙,我們的超軟系列(硬度 Shore C 25±5)能實現(xiàn)“類流體”般的填充;而對于需要一定支撐性、便于自動化貼裝的PCB板級應(yīng)用,則提供硬度適中的系列(如Shore C 40-50),確??煽啃耘c效率。
二、 厚度:不止于熱阻公式的計算
根據(jù)熱阻公式(R=δ/λA),理論上厚度(δ)越小,熱阻(R)越低。然而,實際應(yīng)用遠比公式復(fù)雜。
技術(shù)影響解析
厚度的補償作用:厚度選擇的根本任務(wù)是補償裝配間隙。若墊片厚度小于實際間隙,將導(dǎo)致接觸不良,散熱效能急劇下降。設(shè)計中必須優(yōu)先考慮組件間的最大預(yù)期間隙。
平衡的藝術(shù):過厚的墊片固然能保證填充,卻會拉長熱通路,增加體積熱阻。理想厚度是在確保充分接觸的前提下,盡可能薄。
傲琪電子解決方案
傲琪電子不僅提供從0.3mm到10.0mm的標(biāo)準(zhǔn)厚度選項,其核心優(yōu)勢在于應(yīng)對多高度差場景。對于同一平面上存在不同高度的元器件(如GPU周圍的顯存與供電模塊),我們可以通過精密計算,提供定制化的階梯厚度解決方案或推薦具備高壓縮比、寬泛適應(yīng)性的單一面墊片,一次性覆蓋所有元件,簡化裝配并保證各觸點壓力均勻。
三、 壓縮比:激活界面性能的關(guān)鍵因子
壓縮比,指墊片在受壓下的厚度變化率,是決定其界面填充效率的動態(tài)性能指標(biāo)。
技術(shù)影響解析
高壓縮比的價值:高壓縮比材料(如>30% @ 50psi)在較低壓力下即可產(chǎn)生顯著形變,能快速填滿不規(guī)則空隙,增大有效接觸面積。這在螺絲鎖固力有限或元件對壓力敏感(如陶瓷封裝)的應(yīng)用中至關(guān)重要。
壓力分布與回彈:良好的壓縮回彈性確保了在長期震動或冷熱循環(huán)中,墊片能持續(xù)維持界面的緊密接觸,防止因材料蠕變或松弛導(dǎo)致的熱阻回升。
傲琪電子解決方案
我們著力開發(fā)的高性能導(dǎo)熱墊片系列,特別優(yōu)化了壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線。它們能在中等安裝壓力下實現(xiàn)優(yōu)異的界面填充,避免為追求低熱阻而施加過大鎖固力,從而保護精密元器件。例如,我們的高壓縮比系列產(chǎn)品,專為汽車電子、服務(wù)器等高振動、高可靠性要求的領(lǐng)域設(shè)計,確保在嚴(yán)苛環(huán)境下性能持久穩(wěn)定。
四、 協(xié)同設(shè)計:傲琪電子如何為客戶打造定制化散熱方案
硬度、厚度、壓縮比并非孤立參數(shù),其組合完全取決于具體的應(yīng)用場景。
場景化選型指南(傲琪電子視角)
1. 高性能計算/服務(wù)器:
挑戰(zhàn):高熱量密度,要求極低熱阻與長期可靠性。
傲琪方案:推薦中等偏低硬度(保障貼合)、精準(zhǔn)厚度(匹配間隙)、中等壓縮比兼具良好導(dǎo)熱系數(shù)的材料,如傲琪高性能硅膠墊片系列,注重長期使用下的低出油率與穩(wěn)定性。
2. 車載電子(如域控制器、BMS):
挑戰(zhàn):寬溫域(-40℃~125℃+)、高振動、高可靠性。
傲琪方案:選用寬溫穩(wěn)定性好、抗冷熱沖擊、耐振動疲勞的材料。硬度適中以確保支撐性,壓縮比經(jīng)優(yōu)化以適應(yīng)殼體可能發(fā)生的微變形。我們的車規(guī)級導(dǎo)熱墊片已通過相關(guān)可靠性測試。
3. 消費電子(如智能手機、平板):
挑戰(zhàn):空間極度緊湊,元件高度密集且不一致。
傲琪方案:主打超薄化(如0.3mm, 0.5mm)與高柔韌性。提供低硬度、高壓縮比的超薄墊片或石墨-硅膠復(fù)合襯墊,在極限空間內(nèi)實現(xiàn)高效均熱與填充。
4. 工業(yè)電源/光伏逆變器:
挑戰(zhàn):常有較大安裝間隙與高度差,需兼顧絕緣與散熱。
傲琪方案:提供較厚規(guī)格(1.5-10.0mm)且具備高壓縮比的墊片,一次性填充大間隙。同時,可根據(jù)需求復(fù)合絕緣膜,提供集成化解決方案。
結(jié)語
選擇一款合適的導(dǎo)熱墊片,是一場關(guān)于硬度、厚度與壓縮比的精密權(quán)衡。傲琪電子的角色不僅是材料供應(yīng)商,更是散熱問題的合作伙伴。憑借對材料科學(xué)的深刻理解與豐富的工程應(yīng)用經(jīng)驗,致力于為客戶提供不止于標(biāo)準(zhǔn)品的精準(zhǔn)熱界面解決方案。我們相信,正確的材料選擇與設(shè)計匹配,是釋放設(shè)備潛能、保障其長期可靠運行的關(guān)鍵一步。
