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导热垫片失效的原因是什么?如何选择合适的导热垫片?
2024-09-29
所有垫片都一样,如果未能做到密封、抗冲击、抗振动甚至绝缘功能的垫片,都有可能会随着时间的推移从而导致整个产品或系统失效。这失效的过程并不是一朝一夕就发生的,而是缓慢又隐蔽,但要查明具体原因,就有可能会需要投入很大的工作量和成本。

导热垫片失效时,产品或者系统的其他部分也可能会受到严重损坏。往往是这些垫片破裂或者失效造成泄漏才能检查得到,因此我们常常忽视问题的根源,没有在初始设计导热垫片的时候就理清楚。


导热垫片



以下是一些可能导致导热垫片失效的常见原因。这些将根据垫片的具体用途以及制成垫片的材料而有所不同。

过热
虽然导热材料设计用于承受高温,但每种材料都有其适合的温度范围才能实现最佳功能。超过这些温度,即使是短时间,也足够让导热垫片失效,从而增加破裂和泄漏的风险。

选择正确类型的垫片材料,不仅能够承受典型温度,而且能够承受极端温度,对于防止故障发生至关重要。

压力
压力会对导热垫片产生额外的负担,尤其是在温度升高的情况下。一些垫片材料专门强化了其弹性功能,允许它们随着垫片一侧或两侧的压力变化而拉伸和收缩。导热垫片在设备运行过程中会发生严重变形,这是导致故障的另一个关键原因。

如何选择导热垫片?
一、基材的选择
常见的导热垫片的基材有两种高分子材料:有机硅、非硅。
应用最广泛的导热垫片就数有机硅导热垫片了, 其继承了有机硅良好的耐温性(-50℃~200℃),耐化学腐蚀等特性;但在长期使用中会释放硅油小分子,在一些场合,比如光学设备、高灵敏探头、高清摄像头等高端电子电器行业上使用受限。

相反,非硅导热垫片解决了有机硅导热垫片硅油小分子释放的问题,避免激光探头雾化,不会影响元器件,从而保证精密电子产品的稳定性,但是存在耐温性稍差等缺点。

二、导热率的选择
对于导热率的选择则需要结合应用环境和要求决定。
第一:看电子元器件的发热量。功率越高,发热量越大,需要散发的热量越大,因此需要导热垫片的导热率越高。
第二:看设计间隙厚度、期望降低的温度值和传热面积。根据傅里叶方程估算电子元器件的面积热阻,再结合不同导热率垫片的厚度-热阻曲线就可以决定所需产品的导热率了(厚度--热阻曲线中,两者基本呈线性关系,斜率是该垫片导热系数的倒数)。

三、结构的选择

常见导热垫片的结构类型有以下三种:



四、厚度的选择
导热垫片的厚度一般是根据电子元器件设计间隙宽度来选择,一般推荐压缩20%-50%厚度后接近间隙厚度的规格。比如间隙厚度为1.5mm,则可推荐2.0mm的产品,因为2.0mm的导热垫片压缩25%后和间隙厚度一致。这个厚度的产品既可以保证填满间隙,又不至于产生过大的应力。

产品的硬度对压缩性能影响很大,在物理强度保证的前提下,建议优先选择低硬度的产品。除了应力更小的原因,低硬度的垫片界面亲和性也更好,界面热阻更低。

以上就是小编介绍的导热垫片失效的原因和选择导热垫片需要考虑的因素介绍,更多关于导热垫片的资讯可以直接联系我们哦!