在電子設備散熱設計中,導熱墊片扮演著至關重要的“界面橋梁”角色。其性能絕非單一導熱系數所能概括,而是硬度、厚度與壓縮比三大要素協同作用的結果。
一、 硬度:在貼合與支撐間尋求平衡
硬度,通常以邵氏硬度衡量,是決定導熱墊片界面貼合能力與機械完整性的基礎。
技術影響解析
低硬度(高柔軟度)的優勢:硬度值低的材料具備的順應性。在壓力下能充分填充發熱體與散熱器之間的微觀空隙,有效降低接觸熱阻,特別適用于表面不平整或存在輕微翹曲的界面。
硬度的另一面:硬度過低可能導致墊片安裝性差、易撕裂或抗穿刺能力弱。為此,傲琪電子在部分超軟系列產品中,創新性地引入微觀增強結構,在維持優異貼合性的同時,提升了機械強度和操作便利性,避免了因物理損傷導致的失效風險。
傲琪電子解決方案
我們提供從超軟到中等硬度的全系列導熱墊片。例如,針對需要貼合的芯片與復雜外殼間隙,我們的超軟系列(硬度 Shore C 25±5)能實現“類流體”般的填充;而對于需要一定支撐性、便于自動化貼裝的PCB板級應用,則提供硬度適中的系列(如Shore C 40-50),確保可靠性與效率。
二、 厚度:不止于熱阻公式的計算
根據熱阻公式(R=δ/λA),理論上厚度(δ)越小,熱阻(R)越低。然而,實際應用遠比公式復雜。
技術影響解析
厚度的補償作用:厚度選擇的根本任務是補償裝配間隙。若墊片厚度小于實際間隙,將導致接觸不良,散熱效能急劇下降。設計中必須優先考慮組件間的最大預期間隙。
平衡的藝術:過厚的墊片固然能保證填充,卻會拉長熱通路,增加體積熱阻。理想厚度是在確保充分接觸的前提下,盡可能薄。
傲琪電子解決方案
傲琪電子不僅提供從0.3mm到10.0mm的標準厚度選項,其核心優勢在于應對多高度差場景。對于同一平面上存在不同高度的元器件(如GPU周圍的顯存與供電模塊),我們可以通過精密計算,提供定制化的階梯厚度解決方案或推薦具備高壓縮比、寬泛適應性的單一面墊片,一次性覆蓋所有元件,簡化裝配并保證各觸點壓力均勻。
三、 壓縮比:激活界面性能的關鍵因子
壓縮比,指墊片在受壓下的厚度變化率,是決定其界面填充效率的動態性能指標。
技術影響解析
高壓縮比的價值:高壓縮比材料(如>30% @ 50psi)在較低壓力下即可產生顯著形變,能快速填滿不規則空隙,增大有效接觸面積。這在螺絲鎖固力有限或元件對壓力敏感(如陶瓷封裝)的應用中至關重要。
壓力分布與回彈:良好的壓縮回彈性確保了在長期震動或冷熱循環中,墊片能持續維持界面的緊密接觸,防止因材料蠕變或松弛導致的熱阻回升。
傲琪電子解決方案
我們著力開發的高性能導熱墊片系列,特別優化了壓縮應力-應變曲線。它們能在中等安裝壓力下實現優異的界面填充,避免為追求低熱阻而施加過大鎖固力,從而保護精密元器件。例如,我們的高壓縮比系列產品,專為汽車電子、服務器等高振動、高可靠性要求的領域設計,確保在嚴苛環境下性能持久穩定。
四、 協同設計:傲琪電子如何為客戶打造定制化散熱方案
硬度、厚度、壓縮比并非孤立參數,其組合完全取決于具體的應用場景。
場景化選型指南(傲琪電子視角)
1. 高性能計算/服務器:
挑戰:高熱量密度,要求極低熱阻與長期可靠性。
傲琪方案:推薦中等偏低硬度(保障貼合)、精準厚度(匹配間隙)、中等壓縮比兼具良好導熱系數的材料,如傲琪高性能硅膠墊片系列,注重長期使用下的低出油率與穩定性。
2. 車載電子(如域控制器、BMS):
挑戰:寬溫域(-40℃~125℃+)、高振動、高可靠性。
傲琪方案:選用寬溫穩定性好、抗冷熱沖擊、耐振動疲勞的材料。硬度適中以確保支撐性,壓縮比經優化以適應殼體可能發生的微變形。我們的車規級導熱墊片已通過相關可靠性測試。
3. 消費電子(如智能手機、平板):
挑戰:空間極度緊湊,元件高度密集且不一致。
傲琪方案:主打超薄化(如0.3mm, 0.5mm)與高柔韌性。提供低硬度、高壓縮比的超薄墊片或石墨-硅膠復合襯墊,在極限空間內實現高效均熱與填充。
4. 工業電源/光伏逆變器:
挑戰:常有較大安裝間隙與高度差,需兼顧絕緣與散熱。
傲琪方案:提供較厚規格(1.5-10.0mm)且具備高壓縮比的墊片,一次性填充大間隙。同時,可根據需求復合絕緣膜,提供集成化解決方案。
結語
選擇一款合適的導熱墊片,是一場關于硬度、厚度與壓縮比的精密權衡。傲琪電子的角色不僅是材料供應商,更是散熱問題的合作伙伴。憑借對材料科學的深刻理解與豐富的工程應用經驗,致力于為客戶提供不止于標準品的精準熱界面解決方案。我們相信,正確的材料選擇與設計匹配,是釋放設備潛能、保障其長期可靠運行的關鍵一步。
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