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電池熱管理 | 如何選擇導熱硅膠墊?

來源: 時間:2024-09-03 15:41:12 瀏覽次數(shù):

導熱硅膠墊是在硅膠內(nèi)添加氧化鋁、氮化硼等導熱粉體,通過高溫硫化,成型具有柔性、彈性、微粘性、導熱性等特性的高性能間隙填充材料。下文帶大家了解選擇導熱硅膠墊應考量的因素!

    導熱硅膠墊是在硅膠內(nèi)添加氧化鋁、氮化硼等導熱粉體,通過高溫硫化,成型具有柔性、彈性、微粘性、導熱性等特性的高性能間隙填充材料。下文帶大家了解選擇導熱硅膠墊應考量的因素!

一、材料的導熱系數(shù)
導熱系數(shù)(也稱為熱導率)是表示物質(zhì)導熱能力的物理量,反映了物體導熱能力的大小,可用于比較不同材料的導熱性能,常用符號k表示。其定義是:在穩(wěn)定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(K,℃),在1秒內(nèi)(1s),通過1平方米面積傳遞的熱量。導熱系數(shù)的單位為W/(m·K),即瓦特每米每開爾文。當其他條件不變,導熱系數(shù)越高,熱阻值越低,導熱效果越好。通常情況下,提升導熱系數(shù)需要增加硅膠內(nèi)填料,以及應用更高導熱粉體(如氮化硼),因此成本也會相對更高。

二、材料的硬度及柔軟性
導熱硅膠墊材料的硬度,表現(xiàn)在應用時與散熱器或發(fā)熱源之間的覆帖性。導熱墊片質(zhì)地柔軟、表面硬度小、張力也小,容易浸潤被貼面,與被貼面完全融合,不會產(chǎn)生間隙,可大幅降低接觸熱阻。導熱硅膠片的硬度越低,說明產(chǎn)品越柔軟,壓縮率越高,適合在低應力環(huán)境使用。導熱系數(shù)相同時,硬度低的產(chǎn)品相對于硬度高的產(chǎn)品,更易填充表面微觀間隙,減小熱阻。

三、材料的厚度
導熱硅膠墊的其他條件不變時,材料厚度與熱阻值成正比。厚度越薄,熱量傳輸?shù)木嚯x越短,熱量傳遞的速度越快,熱阻值當然就越小,導熱效果也就越好。我司可提供同一導熱硅膠墊材料在不同厚度的熱阻參考值,幫助客戶的選擇更便利。導熱硅膠墊厚度不同價格也有差異,但是厚度并非越厚越好,也不是越薄越好 (厚度太薄,拿取安裝不方便),可根據(jù)產(chǎn)品的實際需求進行選擇。

四、材料的抗撕拉強度
適當?shù)目顾豪瓘姸瓤杀WC導熱硅膠墊在裝配過程不易過度變形,或因破損而產(chǎn)生縫隙。因此,為提升硅膠墊材料的抗撕裂性,一些廠家在部分產(chǎn)品的中間或表面,增加一層玻璃纖維或硅膠皮,這樣的結構加工簡單,裝配方便,但同時也會增加材料的自身熱阻值。

五、材料的滲油率
導熱硅膠墊片的固化程度通常較低,受熱容發(fā)生硅油滲出,硅油迀移會污染元器件,導致電子產(chǎn)品性能下降。目前,市場上導熱硅膠墊片的滲油率通常為2.5%~3.5%左右,較好的產(chǎn)品能控制在2.0%~2.5%之間。

六、材料的壓縮比
壓縮比一般指不同的壓力下,導熱硅膠墊材料厚度的變化,也是較為關鍵的參數(shù),許多材料廠商都有相關參數(shù)提供,為熱設計人員在材料選擇上提供便利??蛻艨梢愿鶕?jù)產(chǎn)品固有間隙的大小,以及裝配時的壓力設置,更精準的選擇合適厚度的導熱材料。

七、材料的壓縮回彈性
壓縮回彈性,是指導熱硅膠墊片被壓縮后恢復到初始厚度的性能。影響其恢復能力的因素有分子之間的作用力(粘性)、網(wǎng)絡結構的變化或破壞、分子間的位移等。當導熱硅膠墊片的變形是由于分子鏈的伸張引起的,它的恢復(或者久變形的大小)主要由導熱墊片的彈性所決定,如果它的變形還伴有網(wǎng)絡的破壞和分子鏈的相對流動,這部分是不可恢復的,也就是導熱墊片的壓縮永久形變。導熱墊片壓縮永久變形的大小,除了與基材硅膠有關外,其它如導熱粉體的結構與粒徑、硫化體系、增塑劑、硫化時間等也有很大關系。壓縮永久形變過大,導熱墊片受壓后回彈能力弱,或者經(jīng)過長時間,高溫下工作很難回到初始的厚度,在接觸面就容易形成縫隙,產(chǎn)生熱阻,影響導熱效果。

除以上幾點外,我們在選購導熱硅膠墊時,還需考量墊片的耐電壓值、防火等級等。

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