导热硅脂也被称作散热膏、导热膏,是以有机硅酮为主要原料,添加耐热、导热性能优异的材料,制成的导热型有机硅脂状复合物。导热硅脂是用来填充CPU与散热片之间的空隙的材料的一种,这种材料又称之为热界面材料。其作用是用来向散热片传导CPU散发出来的热量,使CPU温度保持在一个可以稳定工作的水平,防止CPU因为散热不良而损毁,并延长使用寿命。常用于功率放大器、晶体管、电子管、CPU等电子元器件的导热及散热,从而保证电子仪器、仪表等的电气性能的稳定。
在热管理应用中,即使是表面非常光洁的两个平面在相互接触时都会有空隙出现,空隙中的空气是热的不良导体,会阻碍热量向散热片的传导。而导热硅脂就是一种可以填充这些空隙,使热量传导更加顺畅迅速的材料。
导热硅脂的相关性能参数
热传导系数
导热硅脂的热传导系数与散热器的基本一致,它的单位为W/mK,即截面积为1平方米的柱体沿轴向1米距离的温差为1开尔文(1K=1℃)时的热传导功率。数值越大,表明该材料的热传递速度越快,导热性能越好。
热阻系数
热阻系数表示物体对热量传导的阻碍效果。热阻的概念与电阻非常类似,单位也与之相仿(℃/W),即物体持续传热功率为1W时,导热路径两端的温差。热阻显然是越低越好,因为相同的环境温度与导热功率下,热阻越低,发热物体的温度就越低。热阻的大小与导热硅脂所采用的材料有很大的关系。目前主流导热硅脂的热阻系数均小于0.1℃/w,有些可达到0.005℃/W。
工作温度
由于硅脂本身的特性,其工作温度范围一般在-40℃~125℃。工作温度是确保导热硅脂处于固态或液态的一个重要参数,温度过高,导热硅脂流体体积膨胀,分子间距离拉远,相互作用减弱,粘度下降,温度降低,流体体积缩小,分子间距离缩短,相互作用加强,粘度上升,这两种情况都不利于散热。
粘度
粘度是流体粘滞性的一种量度,指流体内部抵抗流动的阻力,用对流体的剪切应力与剪切速率之比表示,粘度的测定方法,表示方法很多,如动力粘度的单位为帕·秒/毫帕·秒。对于导热硅脂来说,粘度在40000~250000毫帕·秒,具有很好的平铺性,可以容易地在一定压力下平铺到芯片表面四周,而且保证一定的粘滞性﹐不至于在挤压后多余的硅脂会流动。
介电常数
介电常数用于衡量绝缘体储存电能的性能,指两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容量之比。介电常数表示电介质的极化程度,也就是对电荷的束缚能力,介电常数越大,对电荷的束缚能力越强。
普通导热硅脂所采用的都是绝缘性较好的材料,但是部分特殊硅脂(如含银硅脂等)则可能有一定的导电性。空气的介电常数约为1,常见导热硅脂的介电常数约为5。
油离度
油离度是指导热硅脂散热膏在200℃下保持24小时后硅油析出量,是评价产品耐热性和稳定性的指标。将硅脂散热膏涂抹在白纸上观察,会看到渗油现象﹐油离度高的,分油现象明显﹔或打开长期放置装有硅脂的容器,油离度大的硅脂,在硅脂表面或容器四周看见明显的分油现象。
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