先进院带您了解导热硅胶片知识

相信有很多只了解传统的一些导热材料，例如Ag、Cu、A1和金属氧化物如A12O3及其他非金属材料，如石墨、炭黑等，对导热硅胶片的了解还比较少，今天先进院科技小编就带您一起来 了解一下导热硅胶片。

随着工业生产和科学技术的发展，人们对导热材料提出了新的要求，希望材料具有优良的综合性能。如在电气电子领域由于集成技术和组装技术的迅速发展，电子元件、逻辑电路的体积成千成万倍的缩小，则需要高导热性的绝缘材料。近几十年来，高分子材料的应用领域不断拓展，用人工合成的高分子材料代替传统工业中使用的各种材料，特别是金属材料，已成为世界科研努力的方向之一。

　一、什么是导热硅胶片

导热硅胶片是以硅胶为基材，添加金属氧化物等各种辅材，通过特殊工艺合成的一种导热介质材料。导热硅橡胶是以有机硅树脂为粘接材料，填充导热粉体达到导热目的的高分子复合材料。

二、常用导热硅胶片基体材料与填料

有机硅树脂(基础原料)

1.绝缘导热填料：氧化铝、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氧化铍、石英等有机硅增塑剂

2. 阻燃剂：氢氧化镁、氢氧化铝

3.无机着色剂(颜色区分)

4. 交联剂(粘结性能要求)

5.催化剂(工艺成型要求)

注：导热硅胶片起到导热作用,在发热体与散热器件之间形成良好的导热通路，与散热片,结构固定件(风扇)等一起组成散热模组。

填料包括以下金属和无机填料：

1.金属粉末填料：铜粉、铝粉、铁粉、锡粉、镍粉等；

2.金属氧化物：氧化铝、氧化铋、氧化铍、氧化镁、氧化锌；

3.金属氮化物：氮化铝、氮化硼、氮化硅；

4.无机非金属：石墨、碳化硅、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、碳化铍等。

三、导热硅胶的分类

导热硅胶可分为：导热硅胶垫片和非硅硅胶垫片。绝大多数导热硅胶的电绝缘性能，最终是由填料粒子的绝缘性能决定的。

1、导热硅胶垫片

导热硅胶垫片又分为很多小类，没个都有自己不同的特性。先进院科技主要有11种导热硅胶垫片。

2、非硅硅胶垫片

非硅硅胶垫片是一款高导热性能的材料，双面自粘，在电子组件装配使用时，低压缩力下表现出较低的热阻和较好的电气绝缘特性。在-40℃~150℃可以稳定工作。满足UL94V0的阻燃等级要求。

四、导热硅胶的导热机理

导热硅胶的导热性能取决于聚合物与导热填料的相互作用。不同种类的填料具有不同的导热机理。

1、金属填料的导热机理

金属填料的导热主要是靠电子运动进行导热，电子运动的过程伴随着热量的传递。

2.、非金属填料的导热机理

非金属填料导热主要依靠声子导热，其热能扩散速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动。包括金属氧化物、金属氮化物以及碳化物。

五、怎么选择导热硅胶片

导热系数选择

导热系数选择最主要还是要看热源功耗大小，以及散热器或散热结构的散热能力大小。一般芯片温度规格参数比较低，或对温度比较敏感，或热流密度比较大(一般大于0.6w/cm3 需要做散热处理，一般表面小于0.04w/cm2 时候都只需要自然对流处理就可以)这些芯片或热源都需要进行散热处理，并且尽量选择导热系数高点的导热硅胶片。消费电子行业一般不允许芯片结温高于85 度，也建议控制芯片表面在高温测试时候小于75 度，整个板卡的元器件也基本采用的是商业级元器件，所以系统内部温度常温下建议不超过 50度。第一外观面，或终端客户受能接触的面建议温度在常温下得低于 45 度.选择导热系数较高的导热硅胶片可以满足设计要求和保留一些设计裕度。

注解：热流密度：定义为：单位面积(1 平方米)的截面内单位时间(1 秒)通过的热量.结温它通常高于外壳温度和器件表面温度。结温可以衡量从半导体晶圆到封装器件外壳间的散热所需时间以及热阻。