导热凝胶和导热硅脂,傻傻分不清楚?

发布时间 | 2021-12-06 14:26 分类 | 粉体应用技术 点击量 | 943
导读:​导热界面材料(Thermal Interface Materials,TIM),是常见散热方式中的一种,普遍用于IC封装和电子散热。散热是一个经久不衰的话题,我们熟悉的手机、平板和电脑的正常运行就离不开各类导热...

导热界面材料(Thermal Interface Materials,TIM),是常见散热方式中的一种,普遍用于IC封装和电子散热。散热是一个经久不衰的话题,我们熟悉的手机、平板和电脑的正常运行就离不开各类导热材料的热传导作用,尤其是当下随着智能设备高性能化、轻薄化发展,对导热材料要求不断提高,导热产品也在快速升级换代。

导热界面材料

拆装过电脑的人都知道,导热硅脂是CPU散热不可或缺的辅材,软软黏黏的,质地很像牙膏,它是连接CPU和散热器之间的桥梁,作为一种填充物填满散热器与CPU之间的缝隙,将热量传导到散热器,再由散热器带走热量,从而实现降温。

但是近几年,智能设备和电子领域又冒出了一种新的导热界面材料——导热凝胶,同样呈膏状,已经逐渐在一些新产品上替代导热硅脂,但由于外观极为相似,很多人依旧把导热凝胶认作导热硅脂。

“导热凝胶”和“导热硅脂”的确有很多相似之处——

比如说外观,二者都没有固定形状,只不过硅脂比较“稀”而导热凝胶更“粘稠”而已。

导热硅脂、导热凝胶的外观对比

导热硅脂、导热凝胶的外观对比

再从构成上来看,这两者都是把导热填料填充进有机硅树脂里面复合制备的产物,导热填料的导热性、填充量、与基体的相容度等影响着最终产品的导热性能。

这两者最大的区别就是:导热硅脂是直接把导热填料和短链小分子硅树脂(俗称硅油)混合;导热凝胶则是先把那些硅油小分子交联成超长链大分子,然后再和导热填料混合。

导热硅脂、导热凝胶的微观结构对比

导热硅脂、导热凝胶的微观结构对比

对比而言,导热凝胶比起导热硅脂,更多的是改善了使用的可靠性的问题。

导热硅脂的优点

1. 液态形式存在,具有良好润湿性;

2. 导热性性能好、耐高温、耐老化和防水特性;

3. 不溶于水,不易被氧化;

4. 具备一定的润滑性和电绝缘性;

但同时具有缺点:

1. 无法大面积涂抹,不可重复使用;

2. 产品长时间稳定性不佳,经过连续的热循环后,会引起液体迁移,只剩下填充材料,丧失表面润湿性,最终可能导致失效

3. 由于界面两边的材料热膨胀速率不同,造成一种充气效应,导致热阻增加,传热效率降低;

4. 始终液态,加工时难以控制,易造成污染其他部件及材料浪费,增加成本。

导热凝胶相对于导热硅脂,更容易操作。硅脂的一般使用方式是丝网或钢板印刷,或是直接刷涂,对使用者和环境十分不友好,并且由于其具有一定的流淌性,一般不能用于厚度0.2mm以上的场合。而导热凝胶有一定的附着性,可以压缩成各种形状,最低可以压缩到几百微米,而且不会有出油和变干的问题,在可靠性上具有一定的优势。

另外导热凝胶在连续化作业方面有一定的优势,可以直接称量使用,常用的连续化使用方式是点胶机,可以实现定点定量控制,节省人工同时也提升了生产效率。

导热凝胶自动点胶机

导热凝胶自动点胶机

导热凝胶可以广泛应用在电子、通讯、智能家居、汽车电子、无人机、光伏电池、LED照明、安防监控等领域。智能手机是导热凝胶的主要应用市场之一,目前已导热凝胶成为主流产品类型,随着5G芯片的普及,导热凝胶在智能手机领域的市场空间也将进一步扩大。

除智能手机外,5G技术的应用使得5G基站、平板电脑、智能家居等领域对散热凝胶的需求也在不断上升,总的来看,导热凝胶市场前景广阔。

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