标签: 导热硅脂

导热硅脂是用在电器中的一种导热材料，对于这种导热材料，大家都比较关心是否会导电，如果导电性高，就会增加使用安全隐患，那么导热硅脂的导电率怎么样呢？其实导热硅脂的导电率还是比较低的，用在电器中几乎是不会产生电流，所以是一种绝缘材料。但因为品牌不同，对于导热硅脂的导电率规定也不一样，因此想要购买导电率低的产品，需要和品牌的产品合作，专注导热硅脂的研究，提供定制化的导热硅脂应用解决方案。导热硅脂用途广泛，能应用于新能源、军工、医疗、航空、船舶、电子、汽车、仪器、电源、高铁等行业领域。 导热硅脂用在电器中安全吗？ 导热硅脂用在电器中非常安全，因为导热硅脂不会产生腐蚀性，而且还有很好的导热率，可以帮助电器吸收散发热量，令电器发热体温度处于一个平衡的状态。而且导热硅脂还有良好的耐温性能，这样无论是在高温中还是低温中都能使用，在使用过程中不会发生固化现象，因为一旦出现固化，导热性能将会消失。 哪些电器可以使用导热硅脂？ 在我们的日常生活中常用到导热硅脂的电器分别有：电脑、打印机、汽车电子、传感器、控制器、通信设备、冰箱等等。其实凡是电器中都能使用，但注意使用地方，一定要使用在发热体和散热设施中间的接触面中才能发挥效果。 导热硅脂虽然是导热性能较好的材料，但这种材料并不是涂抹越多散热效果就越好，在施工的时候需要注意涂抹厚度，尽量均匀，轻薄即可。因为导热硅脂本身就具有一定的流动性，可以填补细小的缝隙，所以只要是专业人员操作，不需要担心这些问题。

作为电脑的心脏，CPU的发热量是相当惊人的，一般CPU通过导热硅脂将热量导入散热器，从而达到散热的目的。CPU发热量过高，系统就会发生蓝屏、当机、重启等现象，因此CPU的导热就变得尤为重要。 安装散热风扇时，尽量在散热片与CPU之间涂抹导热硅脂，它的作用并不仅仅是把CPU所生产的热量迅速、均匀地传递给散热片，很多时候，导热硅脂还可以加大散热片不太平坦的表面，与CPU的导热接触，而且导热硅脂具有一定的粘性，在固定散热片的金属弹片轻微老化松动的情况下，可以一定程度上使散热片不至于与CPU表面分离，维持散热风扇的效能。 从理论上讲，在保证能填充CPU/GPU和散热器表面缝隙的前提下，导热硅脂层是越薄越好，毕竟从导热性能上来讲，越厚的导热材料他的热阻会增加。 如何正确涂抹导热硅脂： 1、首先用高纯度溶剂和无绒布，清洁CPU核心表面和散热器底部，注意不要让手指接触核心和散热器表面； 2、确定散热片上与CPU接触的区域，在散热器底部区中间挤上一定量的导热硅脂； 3、将手指套入塑胶袋，然后用手指来回按压涂抹散热器底部的导热硅脂，直到均匀地分布在CPU接触的区域； 4、用无绒布将散热器底部的导热硅脂擦掉，可以看到散热器底部涂过硅脂的地方与其他区域颜色不一样，表示硅脂已经均匀填补了底座的缝隙； 5、用干净的工具挑起少许导热硅脂，并放置到CPU核心的一角，注意，只要一小块就可了； 6、运用剃刀片或其他干净的工具，从CPU核心的一角开始把导热硅脂均匀涂满整个核心。对于普通的散热器底面，导热硅脂厚度大约为一张普通纸的厚度，如果散热器底面光亮平整，那导热硅脂可以薄到半透明状； 7、确认散热器底座和CPU核心表面没有异物，把散热器放到CPU上，此时只能轻压，不能转动或平移散热器，否则会导致散热器和CPU之间的导热硅脂厚度不均匀。硅脂不宜过厚，也不宜过薄，散热器和CPU中间不能有异物。

导热界面材料在LED灯具上的应用及介绍 目录 一、什么是导热界面材料 二、为什么要导热界面材料 三、理想的导热界面材料是怎样的。 四、几种常见导热界面材料的介绍。 1、 导热硅脂 2、 导热硅胶片 3、 导热相变化材料 4、 导热双面胶带 5、导热石墨片 五、LED灯具对导热界面材料的选择。 六、建议 一、什么是导热界面材料 •导热界面材料又称为热界面材料或者导热材料，是一种普遍用于IC封装和电子散热的材料，主要用于填补两种材料接合或接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，减少传热接触热阻，提高器件散热性能。 •热界面(接触面)材料 (Thermal Interface Materials，TIM)在热管理中起到了十分关键的作用，是该学科中的一个重要研究分支。 二、为什么要导热界面材料 •在微电子材料表面和散热器之间存在极细微的凹凸不平的空隙，如果将他们直接安装在一起，它们间的实际接触面积只有散热器底座面积的10%，其余均为空气间隙。因为空气热导率只有（0.024W/(m·K)，是热的不良导体，将导致电子元件与散热器间的接触热阻非常大，严重阻碍了热量的传导，最终造成散热器的效能低下。 •使用具有高导热性的热界面材料填充满这些间隙，排除其中的空气，在电子元件和散热器间建立有效的热传导通道，可以大幅度低接触热阻，使散热器的作用得到充分地发挥。 三、理想的导热界面材料是怎样的。 理想的热界面材料应具有的特性是： (1)高导热性. (2)高柔韧性，保证在较低安装压力条件下热界面此材料能够最充分地填充接触表面的空隙，保证热界面材料与接触面间的接触热阻很小； (3)绝缘性； (4)安装简便并具可拆性； (5)适用性广，既能被用来填充小空隙，也能填充大缝隙。 四、几种常见导热界面材料的介绍 1、导热硅脂 （1）、导热硅脂俗称散热膏，导热硅脂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。 （2）、 优点：性价比高，在电子散热中最常见的导热材料。 注意点：操作不方便，一般的导热膏会有硅油析出，时间长了 会干， 使用年限长的产品不建议使用导热膏。 2、导热硅胶片 A、导热硅胶片是以硅胶为基材,添加金属氧化物等各种辅材,通过特殊工艺合成的一种导热介质材料。 B、在行业内，又称为导热硅胶垫，导热矽胶片，软性导热垫等等，是专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产,能够填充缝隙,完成发热部位与散热部位间的热传递。 C、同时还起到绝缘、减震、密封等作用,能够满足设备小型化及超薄化的设计要求,是极具工艺性和使用性，且厚度适用范围广，是一种极佳的导热填充材料。 导热硅胶片的优势 1）导热硅胶片的导热系数的范围以及稳定度 2）导热硅胶片在结构上工艺工差的弥合,降低散热器和散热结构件的工艺工差要求 3）导热硅胶片具有绝缘的性能 。 4 ）导热硅胶片具减震吸音的效果 。 5）导热硅胶片具有安装，测试，可重复使用的便捷性。 导热相变化材料 •相变化材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变化材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。 •优点：相变化材料现在主要是固固相变,在面对热冲击的状况下,可以通过相变化 吸收一定的热量,减缓大热流密度的冲击.就像在导热通道上加了一个蓄水池. 现在市场上的相变化材料的相变温度大概是在45℃---50 ℃左右.相变化材料主要应用与类似CPU等存在瞬时大热流密度的热源上,可以起 到很好保护作用,特别是在开机或重新启动的瞬间. 注意点: 有一定的热容 热阻小于导热硅胶片 厚度薄可以做到0.125mm. 不易于保存以及安装 ，有硅油析出,影响照明设备的光效相变化导热介质比较合适在消费性电子等产品,特别是笔记本电脑,游戏机 等.但是其可靠性不好,长期在高温下,其性能会下降,一般使用2年,性能下降约 40%---70%. 导热双面胶 •导热双面胶又称导热胶带，是由压克力聚合物填充导热陶瓷粉末，与有机硅胶粘剂复合而成。具有高导热和绝缘的特性，并具有柔软性、压缩性、服帖性、强粘性。适应温度范围大，可填补不平整的表面，能紧密牢固地贴合热源器件和散热片，将热量快速传导出去。 •优点 ：一般粘接其他散热片与发热设备的用法很便捷，将导热双面贴置于发热片与散热片之间，加力压紧，散热片即被牢牢固定在发热片上，使用简单便捷，利于提高生产效率。其散热效果比一般的散热贴纸效果明显，大大提升了元件的寿命，是一些高端且需导热的电子产品的首选。 •注意点：对粘接的表面要求高，印刷和电镀的表面不宜用。 导热石墨片 •导热石墨片是一种全新的导热散热材料，沿两个方向均匀导热，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。散热效率高、占用空间小、重量轻，沿两个方向均匀导热，消除“热点”区域，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。 •优点：导热系数高、材料比较薄、性价比高、纵向导热性能超强，能够迅速消除热点区域。 •注意点：不绝缘、材料比较脆、冲型时损耗大。 五、LED灯具对导热界面材料的选择。 1、led路灯：不同的厂家有不同的设计，本人见过有的厂家不用，单不是集成灯珠。要求铝基板和外壳非常平整。有的厂家用导热膏，也有用导热硅胶片，近两年又有厂家用导热石墨片、锡膏。 建议：用石墨片和导热硅胶片。 2、led日光灯和面板灯：最好选用导热双面胶带。 3、led射灯、筒灯：导热绝缘片（0.23mm 耐压5kv），导热石墨片 以上只是本人接触到客户对热界面材料的选择，每个厂商对市场的定位不一样，选择也不尽相同。散热涉及到整个产品的结构，最终的散热效果的决定因素不单单是这些热界面材料，它是一个整体，所有材料和工艺到位才会产生最好的散热效果。本文章来源： http://www.cnaok.com/news/514.shtml

　　 引言 　　1958年，从美国通用电气公司研制成功第一个工业用可控硅开始，电能的变换和控制从旋转的变流机组、静止的离子变流器进入以电力半导体器件组成的变流器时代。可控硅分单向可控硅与双向可控硅。单向可控硅一般用于彩电的过流、过压保护电路。双向可控硅一般用于交流调节电路，如调光台灯及全自动洗衣机中的交流电源控制。 　　双向可控硅是在普通可控硅的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的可控硅，而且仅需一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件，一直为家电行业中主要的功率控制器件。近几年，随着半导体技术的发展，大功率双向可控硅不断涌现，并广泛应用在变流、变频领域，可控硅应用技术日益成熟。本文主要探讨广泛应用于家电行业的双向可控硅的设计及应用。 　　 双向可控硅特点 　　双向可控硅可被认为是一对反并联连接的普通可控硅的集成，工作原理与普通单向可控硅相同。图1为双向可控硅的基本结构及其等效电路，它有两个主电极T1和T2，一个门极G，门极使器件在主电极的正反两个方向均可触发导通，所以双向可控硅在第1和第3象限有对称的伏安特性。双向可控硅门极加正、负触发脉冲都能使管子触发导通，因此有四种触发方式。 图1 双向可控硅结构及等效电路 　　 双向可控硅应用 　　为正常使用双向可控硅，需定量掌握其主要参数，对双向可控硅进行适当选用并采取相应措施以达到各参数的要求。 耐压级别的选择：通常把VDRM（断态重复峰值电压）和VRRM（反向重复峰值电压）中较小的值标作该器件的额定电压。选用时，额定电压应为正常工作峰值电压的2~3倍，作为允许的操作过电压裕量。 电流的确定：由于双向可控硅通常用在交流电路中，因此不用平均值而用有效值来表示它的额定电流值。由于可控硅的过载能力比一般电磁器件小，因而一般家电中选用可控硅的电流值为实际工作电流值的2~3倍。同时，可控硅承受断态重复峰值电压VDRM和反向重复峰值电压VRRM时的峰值电流应小于器件规定的IDRM和IRRM。 通态（峰值）电压VTM的选择：它是可控硅通以规定倍数额定电流时的瞬态峰值压降。为减少可控硅的热损耗，应尽可能选择VTM小的可控硅。 维持电流：IH是维持可控硅维持通态所必需的最小主电流，它与结温有关，结温越高，则IH越小。 电压上升率的抵制：dv/dt指的是在关断状态下电压的上升斜率，这是防止误触发的一个关键参数。此值超限将可能导致可控硅出现误导通的现象。由于可控硅的制造工艺决定了A2与G之间会存在寄生电容，如图2所示。我们知道dv/dt的变化在电容的两端会出现等效电流，这个电流就会成为Ig，也就是出现了触发电流，导致误触发。 图2 双向可控硅等效示意图 　　切换电压上升率dVCOM/dt。驱动高电抗性的负载时，负载电压和电流的波形间通常发生实质性的相位移动。当负载电流过零时双向可控硅发生切换，由于相位差电压并不为零。这时双向可控硅须立即阻断该电压。产生的切换电压上升率（dVCOM/dt）若超过允许值，会迫使双向可控硅回复导通状态，因为载流子没有充分的时间自结上撤出，如图3所示。 图3 切换时的电流及电压变化 　　高dVCOM/dt承受能力受二个条件影响： 　　dICOM/dt—切换时负载电流下降率。dICOM/dt高，则dVCOM/dt承受能力下降。 　　结面温度Tj越高，dVCOM/dt承受能力越下降。假如双向可控硅的dVCOM/dt的允许值有可能被超过，为避免发生假触发，可在T1 和T2 间装置RC缓冲电路，以此限制电压上升率。通常选用47~100Ω的能承受浪涌电流的碳膜电阻，0.01μF~0.47μF的电容，晶闸管关断过程中主电流过零反向后迅速由反向峰值恢复至零电流，此过程可在元件两端产生达正常工作峰值电压5-6倍的尖峰电压。一般建议在尽可能靠近元件本身的地方接上阻容吸收回路。 　　断开状态下电压变化率dvD/dt。若截止的双向可控硅上（或门极灵敏的闸流管）作用很高的电压变化率，尽管不超过VDRM，电容性内部电流能产生足够大的门极电流，并触发器件导通。门极灵敏度随温度而升高。假如发生这样的问题，T1 和T2 间（或阳极和阴极间）应该加上RC 缓冲电路，以限制dvD/dt。 电流上升率的抑制：电流上升率的影响主要表现在以下两个方面： 　　①dIT/dt（导通时的电流上升率）—当双向可控硅或闸流管在门极电流触发下导通，门极临近处立即导通，然后迅速扩展至整个有效面积。这迟后的时间有一个极限，即负载电流上升率的许可值。过高的dIT/dt可能导致局部烧毁，并使T1-T2 短路。假如过程中限制dIT/dt到一较低的值，双向可控硅可能可以幸存。因此，假如双向可控硅的VDRM在严重的、异常的电源瞬间过程中有可能被超出或导通时的dIT/dt有可能被超出，可在负载上串联一个几μH的不饱和（空心）电感。 　　②dICOM/dt (切换电流变化率) —导致高dICOM/dt值的因素是:高负载电流、高电网频率（假设正弦波电流）或者非正弦波负载电流,它们引起的切换电流变化率超出最大的允许值，使双向可控硅甚至不能支持50Hz 波形由零上升时不大的dV/dt，加入一几mH的电感和负载串联，可以限制dICOM/dt。 为了解决高dv/dt及di/dt引起的问题，还可以使用Hi-Com 双向可控硅，它和传统的双向可控硅的内部结构有差别。差别之一是内部的二个“闸流管”分隔得更好，减少了互相的影响。这带来下列好处： 　　①高dVCOM/dt。能控制电抗性负载，在很多场合下不需要缓冲电路，保证无故障切换。这降低了元器件数量、底板尺寸和成本，还免去了缓冲电路的功率耗散。 　　②高dICOM/dt。切换高频电流或非正弦波电流的性能大为改善，而不需要在负载上串联电感，以限制dICOM/dt。 　　③高dvD/dt（断开状态下电压变化率）。双向可控硅在高温下更为灵敏。高温下，处于截止状态时，容易因高dV/dt下的假触发而导通。Hi-Com双向可控硅减少了这种倾向。从而可以用在高温电器，控制电阻性负载，例如厨房和取暖电器，而传统的双向可控硅则不能用。 门极参数的选用： 　　门极触发电流—为了使可控硅可靠触发，触发电流Igt选择25度时max值的α倍，α为门极触发电流—结温特性系数，查数据手册可得，取特性曲线中最低工作温度时的系数。若对器件工作环境温度无特殊需要，通常α取大于1.5倍即可。 　　门极压降—可以选择Vgt 25度时max值的β倍。β为门极触发电压—结温特性系数，查数据手册可得，取特性曲线中最低工作温度时的系数。若对器件工作环境温度无特殊需要，通常β取1~1.2倍即可。 　　触发电阻—Rg=（Vcc-Vgt）/Igt 　　触发脉冲宽度—为了导通闸流管（或双向可控硅），除了要门极电流≧IGT ，还要使负载电流达到≧IL（擎住电流），并按可能遇到的最低温度考虑。因此，可取25度下可靠触发可控硅的脉冲宽度Tgw的2倍以上。 　　在电子噪声充斥的环境中，若干扰电压超过触发电压VGT，并有足够的门极电流，就会发生假触发，导致双向可控硅切换。第一条防线是降低临近空间的杂波。门极接线越短越好，并确保门极驱动电路的共用返回线直接连接到TI 管脚（对闸流管是阴极）。若门极接线是硬线，可采用螺旋双线，或干脆用屏蔽线，这些必要的措施都是为了降低杂波的吸收。为增加对电子噪声的抵抗力，可在门极和T1 之间串入1kΩ或更小的电阻，以此降低门极的灵敏度。假如已采用高频旁路电容，建议在该电容和门极间加入电阻，以降低通过门极的电容电流的峰值，减少双向可控硅门极区域为过电流烧毁的可能。 结温Tj的控制：为了长期可靠工作，应保证Rth j-a 足够低，维持Tj不高于80%Tjmax ,其值相应于可能的最高环境温度。 　 　双向可控硅的安装 　　对负载小，或电流持续时间短（小于1 秒钟）的双向可控硅，可在自由空间工作。但大部分情况下，需要安装在散热器或散热的支架上，为了减小热阻，可控硅与散热器间要涂上导热硅脂。 　　双向可控硅固定到散热器的主要方法有三种，夹子压接、螺栓固定和铆接。前二种方法的安装工具很容易取得。很多场合下，铆接不是一种推荐的方法，本文不做介绍。 　　 夹子压接 　　这是推荐的方法，热阻最小。夹子对器件的塑封施加压力。这同样适用于非绝缘封装（SOT82 和SOT78 ） 和绝缘封装（ SOT186 F-pack 和更新的SOT186A X-pack）。注意，SOT78 就是TO220AB。 　　 螺栓固定 　　SOT78 组件带有M3 成套安装零件，包括矩形垫圈，垫圈放在螺栓头和接头片之间。应该不对器件的塑料体施加任何力量。 　　安装过程中，螺丝刀决不能对器件塑料体施加任何力量。 　　和接头片接触的散热器表面应处理，保证平坦，10mm上允许偏差0.02mm。 　　安装力矩（带垫圈）应在0.55Nm 和0.8Nm 之间。 　　应避免使用自攻丝螺钉，因为挤压可能导致安装孔周围的隆起，影响器件和散热器之间的热接触。安装力矩无法控制，也是这种安装方法的缺点。 　　器件应首先机械固定，然后焊接引线。这可减少引线的不适当应力。 　　 结语 　　在可控硅设计中，选用合适的参数以及与之相对应的软硬件设计，用可控硅构成的变流装置具有节约能源、成本低廉等特点，目前在工业中得到飞速的发展。 　　 参考文献： 　　 傅永涛. 可控硅控制电路的设计保护 . 中国高新技术企业：46-56 　　 陈振春. 双向可控硅在电动机控制电路中的应用 . 南昌工程学院学报，2005,24（2）：73-76 　　 芮长颖. 可控硅触发电路的设计 . 巢湖学院学报，2007,9（3）：79-82 　　 黄俊，王兆安编. 电力电子变流技术（第3版） . 北京：机械工业出版社，2005 　　 瑞萨科技公司. 硅可控开关元件与三端双向可控硅开关元件（Rev.1）. 2004 　　 Nick Ham. 闸流管和双向可控硅-成功应用的十条黄金规则. 2002