技术信息

导热材料

随着电子设备越来越小巧、轻薄以及电子部件的高集成化,所产生的热密度逐渐上升的问题,有效的热管理对于设备及其组件的设计至关重要。

 

散热设计

使用散热材料对电子设备内产生的热进行散热,或通过将热量传递到冷却表面(如设备外壳)来降低组件温度。

 

散热设计的必要性

很多电子设备的PCB中安装的各种电子部件因通电而发热,会产生以下各种问题。为了解决这些问题需要热设计。

 

1. 功能问题:电子部件温度过高会缩短使用寿命等

2. 机械的问题:因热膨胀、化学变化导致的部件破损等

3. 用户安全的问题:因接触高温部分引起的灼伤

 

热传导的基础

热传导的三种模式

 

1. 热传导:个体内部的热移动的现象
例如:用火加热勺子的前端,手持的部位也会变热

 

2. 对流热传导:热量传递到与被加热物体接触的流体(如空气或液体)的过程。
例如:用煤气灶加热平底锅时,平底锅上的空气会变暖

 

3. 热辐射:热能以电磁波形式在空间中传播的现象
例如:太阳光。太阳的热能不是通过空气传播的,而是以电磁波的形式在空间中传播的

 

热设计是在仔细考虑以上这些热传导机制的情况下实施的。

 

导热系数和热阻抗

傅里叶方程:Q=λ×(ΔT・S)/d)
Q: 传导热量(W),λ:导热系数(W/m・K),ΔT:温差,S:横截面积,d:距离

 

1. 导热性:材料导热的能力
该值是一个常数,即使周围环境发生变化,它也保持不变。
λ(导热系数)=(Q・d) /(ΔT・S)
*(d/ΔT=常数)

 

2. 热阻抗:衡量材料抵抗热流的能力
即使使用相同的导热垫,该值也会根据与热源的距离、接触程度和面积而变化。
热阻抗随着面积的增大、热传导率的提高和距离的缩短(厚度变薄)而变小。
R1(热阻抗):°C/W=d/(λ・S)

 

考虑到热传导率和热阻抗而进行热设计

 

我司的热特性评估方法

【热传导率】1.热线法(JIS R2616)

在测试样品中嵌入一根细的加热线(热线),并施加恒定的电流以产生热量。
热线周围的温度上升取决于样品的导热系数。当用对数时间标度绘制时,温度升高呈直线,如下图所示。
这条线的斜率与样品的导热系数成反比:导热系数低的样品会产生更陡的斜率,而导热系数高的样品会产生更平缓的斜率。
换句话说,样品的热传导率可以通过绘制的温升曲线对对数时间的斜率来确定。

 

熱対策1

 

【热传导率】2.热盘法(ISO22007-2)

通过向热盘传感器施加一定的电流使其发热,测定此时传感器的电压变化。
根据施加的电流和测量的电压变化,可以确定热盘传感器的电阻,从而计算出传感器的温度变化。

 

熱対策2

 

热阻抗(符合ASTMD5470标准)

流过一定的热量,求出试用样品的顶部(TA)跟底部(TB)之间的温度差。
根据该温度差和热流量计算热阻抗。

热阻抗=(TA-TB)/Q

TA:样品和上铜块接触面的温度(根据上铜块上两个点T1和T2的温度和距离计算)
TB:样品和下铜块接触面的温度(根据下铜块上两个点T3和T4的温度和距离计算)

 

熱対策3

 

使用导热垫的优点(与导热脂相比)

 

4.jpg

1. 易于组装
-无需夹具或涂抹机来涂抹油脂

 

2. 易于维护(返工)
-维护期间无需清洁和重新涂抹

 

3. 可实现作业的统一化(标准化)
-因为是片状,涂抹量/面积没有偏差
易于库存管理

 

4. 在长期使用中保持热性能
无需担心因基础油损失而产生裂纹

 

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