導(dǎo)熱硅脂 | 如何選擇導(dǎo)熱散熱材料？

導(dǎo)熱硅脂，又稱散熱膏、導(dǎo)熱膏，是一種高導(dǎo)熱絕緣有機(jī)硅材料，是一種性能優(yōu)異、應(yīng)用廣泛的散熱材料。通過(guò)合理使用導(dǎo)熱硅脂，可以有效地降低電子元器件的溫度、延長(zhǎng)使用壽命，并提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。以下是對(duì)導(dǎo)熱硅脂的詳細(xì)介紹：

一、主要原料與成分

導(dǎo)熱硅脂以有機(jī)硅酮（硅油、金屬氧化物）為主要原料，并添加耐熱、導(dǎo)熱性能優(yōu)異的材料制成。其液體部分由硅膠和硅油組成，市場(chǎng)上大部分的產(chǎn)品以二甲基硅油為原料。導(dǎo)熱顆粒通常為氧化鋅、氧化鋁、氮化硼、氧化銀、銀粉、銅粉等。

二、產(chǎn)品特性

導(dǎo)熱性能：導(dǎo)熱硅脂具有高導(dǎo)熱率，極佳的導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱系數(shù)一般在1.0~5.0W/m·K之間。它可以完全潤(rùn)濕接觸面，形成非常低的熱阻界面，從而提高散熱效果。

電氣性能：導(dǎo)熱硅脂具有良好的電絕緣性（僅針對(duì)絕緣導(dǎo)熱硅脂），體積電阻率高，介電強(qiáng)度大，使用安全可靠。

穩(wěn)定性：導(dǎo)熱硅脂使用穩(wěn)定性好，耐高低溫性能優(yōu)異，可在-50℃~+230℃（部分產(chǎn)品可達(dá)+250℃或更高）的溫度下長(zhǎng)期保持使用時(shí)的脂膏狀態(tài)。

耐候性：導(dǎo)熱硅脂耐水、耐臭氧、耐氣候老化，對(duì)接觸的金屬材料（如銅、鋁、鋼）無(wú)腐蝕。

其他性能：導(dǎo)熱硅脂無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕性，化學(xué)物理性能穩(wěn)定。同時(shí)，它還具有較低的揮發(fā)損失、不干、不熔化、良好的材料適應(yīng)性等特點(diǎn)。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

導(dǎo)熱硅脂被廣泛應(yīng)用于各種需要散熱的電子元器件中，如電腦（CPU、顯卡等）、手機(jī)、平板電視、電源等電子產(chǎn)品中的發(fā)熱體與散熱設(shè)施（散熱片、散熱條、殼體等）之間的接觸面。此外，它還被應(yīng)用于LED燈、光纖通信設(shè)備等光電子產(chǎn)品中，以及醫(yī)療設(shè)備、航空航天領(lǐng)域中的高溫器件散熱。

四、使用方法

清洗待涂覆表面，除去油污。

確定散熱片上與電子元器件接觸的區(qū)域，在區(qū)域中心擠上足夠的導(dǎo)熱硅脂。

用干凈的工具（如剃刀片、信用卡邊或干凈的小刀）將導(dǎo)熱硅脂均勻涂抹在接觸面上。注意控制涂抹厚度，過(guò)厚可能會(huì)導(dǎo)致熱阻增大。

安裝散熱設(shè)施并固定好。

五、注意事項(xiàng)

在使用過(guò)程中應(yīng)避免導(dǎo)熱硅脂接觸到眼睛或皮膚，如不慎接觸應(yīng)立即用大量清水沖洗并就醫(yī)。

導(dǎo)熱硅脂應(yīng)儲(chǔ)存在干燥、陰涼的地方，避免陽(yáng)光直射和高溫環(huán)境。

不同品牌和型號(hào)的導(dǎo)熱硅脂性能可能有所不同，選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)具體使用環(huán)境和要求進(jìn)行選擇。

自制導(dǎo)熱硅脂時(shí)需要嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量和配比以及制備過(guò)程的條件，以確保制備出具有良好導(dǎo)熱性能的導(dǎo)熱硅脂。但自制導(dǎo)熱硅脂的性能可能無(wú)法與市場(chǎng)上的成品相比擬，因此建議優(yōu)先選用成品導(dǎo)熱硅脂。

在選擇導(dǎo)熱散熱材料時(shí)，需要考慮多個(gè)關(guān)鍵因素以確保材料能夠滿足特定應(yīng)用的需求。以下是一些關(guān)鍵的選擇指南：

一、導(dǎo)熱性能

導(dǎo)熱性能是選擇導(dǎo)熱散熱材料時(shí)最重要的考慮因素之一。導(dǎo)熱系數(shù)是衡量材料導(dǎo)熱性能的關(guān)鍵指標(biāo)，系數(shù)越高，導(dǎo)熱效果越好。不同的導(dǎo)熱材料具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)，例如導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)一般在1.0~5.0W/m·K之間。因此，在選擇導(dǎo)熱散熱材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和散熱需求來(lái)選擇合適的導(dǎo)熱系數(shù)。

二、工作溫度范圍

工作溫度范圍是另一個(gè)重要的考慮因素。導(dǎo)熱散熱材料需要在設(shè)備的預(yù)期工作溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定性能。例如，一些導(dǎo)熱材料可能在高溫下會(huì)分解或失去導(dǎo)熱性能，而另一些材料則可能在低溫下變得過(guò)于粘稠或硬化。因此，在選擇導(dǎo)熱散熱材料時(shí)，應(yīng)確保其能夠在設(shè)備的預(yù)期工作溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的導(dǎo)熱性能。

三、安裝方式和空間限制

安裝方式和空間限制也會(huì)影響導(dǎo)熱散熱材料的選擇。如果空間有限或需要精確控制芯片到散熱器的距離，可能會(huì)選擇導(dǎo)熱硅脂或相變化材料。這些材料可以通過(guò)精確的涂抹或填充來(lái)確保良好的熱接觸。另一方面，如果需要吸收公差或需要更靈活的安裝方式，導(dǎo)熱墊片或凝膠可能是更好的選擇。

四、電氣絕緣性

對(duì)于電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，電氣絕緣性是一個(gè)重要的考慮因素。一些導(dǎo)熱材料可能具有良好的電氣絕緣性能，而另一些則可能導(dǎo)電。因此，在選擇導(dǎo)熱散熱材料時(shí)，應(yīng)考慮其電氣絕緣性能，并根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和要求進(jìn)行選擇。如果需要高電氣絕緣性能，可以選擇導(dǎo)熱硅膠片或?qū)峤^緣片等材料。

五、可靠性和耐久性

可靠性和耐久性也是選擇導(dǎo)熱散熱材料時(shí)需要考慮的因素。一些材料可能在使用過(guò)程中會(huì)老化或分解，導(dǎo)致導(dǎo)熱性能下降。因此，在選擇導(dǎo)熱散熱材料時(shí)，應(yīng)選擇能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作、不易老化的材料。例如，服務(wù)器或基站等需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的設(shè)備可能需要選擇耐久性更好的導(dǎo)熱材料。

六、其他因素

除了以上因素外，還有一些其他因素也有可能影響導(dǎo)熱散熱材料的選擇。例如：

壓縮系數(shù)：對(duì)于精密元件來(lái)說(shuō)，對(duì)導(dǎo)熱絕緣材料的壓縮系數(shù)有較高的要求。要求導(dǎo)熱材料具備能夠耐受各種變形和收縮的情況，保證在各種工況下的厚度穩(wěn)定。

耐熱性能：耐熱性能決定了材料的上限。在一些特定場(chǎng)合中使用導(dǎo)熱絕緣材料時(shí)，對(duì)耐熱等級(jí)會(huì)有一定要求。

機(jī)械性能：在各種設(shè)備使用過(guò)程中，多少會(huì)發(fā)生振動(dòng)、拉扯、移動(dòng)等情況，這給應(yīng)用于細(xì)小部件的導(dǎo)熱絕緣材料增加了難度。

成本：不同導(dǎo)熱散熱材料的成本可能有所不同。在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)預(yù)算和性價(jià)比進(jìn)行考慮。

綜上所述，通過(guò)綜合考慮這些因素，并根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和要求進(jìn)行選擇，可以確保選擇到最適合的導(dǎo)熱散熱材料。