熱管理解決方案(上)
保護電子元器件免受過熱損害幫助其提升性能,保持可靠性和延長使用壽命,幾乎適用于從運輸業到消費電子的所有工業。熱管理材料可以保護元器件,為行業挑戰提供解決方案,例如改進車輛制動系統,提高電子設備的充電速度。
當今電子行業的快速革新驅使線路板模塊更小和更高速的負載,因而電路板冷卻成為主要挑戰。隨著這一趨勢的持續,對導熱材料的性能要求更高,需要更具性價比的熱管理解決方案,同時需要更高的設計靈活性 。管控電子元器件的溫度對其可靠性、質量、使用壽命和成本都有直接影響。
熱管理有兩個眾所周知的原則:熱傳導和對流。雖然工程師知道如何散熱,但還要考慮到客戶預算,生產計劃,線路板功能元器件密度的增加,客戶的預期要求,使得熱管理解決方案成了一項艱巨的任務。多數電子產品製造商希望尋求到一個完整的熱管理解決方案,可以適用于一系列產品。但這對于一些對熱管理要求比較低的產品,是不太合適的,對于這類產品,可以有價格便宜,容易操作,更適合的解決方案。
導熱界面材料的類型
導熱膠黏劑
導熱膠黏劑可以將線路板上產熱元器件和散熱片進行永久的黏結。單組份的導熱膠黏劑易操作,雙組分環氧類導熱膠黏劑通常有更強的黏結性能。導熱膠黏劑比導熱膠帶有更好的導熱性,但不能像非固化的導熱化合物那樣導熱,導熱膠黏劑沒有溢膠和膠不干的風險。對于需要返修或者升級的電路,不建議使用導熱膠黏劑。
非固化的導熱化合物,導熱脂,導熱膏&導熱凝膠
這類材料由于添加了導熱填料,非常黏稠,從而降低了溢膠的機會。通過毛細作用,材料可以在散熱片和元器件表面進行微小縫隙的填充,通過降低熱阻來提高散熱性能 。溢膠和不能完全干透是導熱脂類產品最顯著的缺點。如果 溢膠和膠水需要干透是特別關注的因素,請使用可固化的導熱膠。
導熱墊片和導熱膠帶
當需要半永久黏結和縮短組裝時間是首要任務的應用,導熱墊片和導熱膠帶是最佳選擇。
它們使用方便,不需要固化并且可以預定尺寸。導熱墊片在室溫下是硬的板材,升高溫度后可以轉化成導熱的膏體以適應線路板的形貌的變化并且降低熱阻,這類材料被叫做導熱相變材料。導熱墊片和導熱脂在應用上有相同的目的:將產熱元器件和散熱片之間的熱能傳導出來。導熱墊片可以是“干”的,表示不含有黏合劑或者可能含有壓敏膠,其黏結強度比環氧類或其導熱膠黏劑要低。
導熱灌封
導熱灌封包含兩類應用:灌封和頂部包封。灌封即覆蓋整個電路,頂部包封指覆蓋包封特定的元器件或電路的某一部分。可以提供防震動,防磨損和環境污染的防護,同時可以在電絕緣的情況下對后期生產進行修改。導熱灌封材料一般是單組份或雙組分,含有較多的導熱填料,具有導熱和絕緣的性能。