技术：各种散热材料对比分析

无崖子
发布于 2014-07-21 #热学设计及软件直接看回复推送文章

1.导热界面材料导热界面材料使用增长速度迅速，主要是因为3C材料的迅速成长及其电子元器件的性能不断提升，从而导致了其对导热的需求增大2.界面散热材料分类为满足不同场合的散热需求目前很多导热材料厂家开发了各种各样的界面导热材料，根据界面导热材料的特点，可以大致分为以下几类（1）金属材料，如铜、铝、银、锡铅焊料等（2）导热（硅）脂类（3）导热胶水类（4）导热粘性膜（带）类（5）箱变导热材料类（6）导热硅橡胶类，如导热垫等（7）导热绝缘垫板（无弹性）3.界面导热材料对比常用的界面导热材料导热脂、导热胶、导热垫和导热双面胶带。

4.界面导热材料成本分析常用的界面导热材料在电子行业应用广泛，一般情况下，导热效果越好，相对价格会高一些，总体上导热材料在总成本上占得比例较小。

5.界面导热材料应用解决方案

6.常用界面导热材料应用解决方案对于界面散热材料，散热器设计和散热技术也是关键。

7.散热器和散热技术简介界面散热材料按照散热设计制成散热器或者散热模组，散热器即为一散热扩展面，我们一般用热阻表征其散热性能的优劣，常用的散热器和散热技术：

8.热管散热器热管式一种依赖内部工质箱变进行高效热量传递的导热元件，通过在散热器基板埋入及穿FIN等手段实现散热器基板的均温及提高翅片效率等，从而实现散热器整体性能大幅提升。普通的铝型材、铜焊等类型的散热器已不能满足热阻要求，需要采用性能更加优越的新型散热器。

9.热管散热器的应用热管散热器解决诸如大功耗CPU、笔记本电脑CPU的远端散热等，技术成熟应用可靠性高，成本也随着应用量的增长而快速降低，目前业界开始广泛采用。一些设备制造商在其高功耗IC器件、高热流密度模块等应用场合也采用这类散热解决散热问题。

10.蒸汽腔型散热器蒸汽腔散热器技术：蒸汽腔散热器本质上是基于整块基板做成扁平状的热管，实现基板的良好均温，从而进一步提升散热器的整体性能。该种新型散热器的基板平面方向的当量热系数值可达4000W/mK的水平，是纯铜材料的十倍以上，可以极大改善局部热点问题。通过蒸汽散热器的设计和应用技术，包括多层导热仿真模型经验参数的设置、均温型测试技术、热阻网络分析及翅片优化技术等，明确了其在大功率CPU、光模块等单个、多个局部热点的应用场景。通过改新型散热器的设计方法，80W CPU VC 散热器阻大0.31℃/W，比相同尺寸的热管散热器热阻降低11.5%，重量减轻28.6%。

11.半导热制冷片LED照明制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用LED照明材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同LED照明材料串联成电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。利用LED照明制冷的方式来解决LED照明系统的散热问题，具有很高的实用价值。

12.热点-微槽群符合相变散热技术热点：微槽群符合箱变散热技术（MCPC）——新一代高强度微细尺度箱变传热技术，该技术是在热管技术的基础上发展而来的，规避了热管的技术缺陷，显著提高了技术能力。（1）微米量级的微槽几何尺寸；（2）极少量的液体工质；（3）液体工质在微槽群自身结构所形成的毛细压力梯度的作用下沿微槽流动，无需外加功耗；（4）扩展弯月面薄膜蒸发和厚液膜核态沸腾的高强度微细尺度符合相变强化换热；（5）取热流密度超过108W/m2的数量级。

中国科学院工程热物理研究所的微槽群复合相变散热技术成果目前已开始在LED领域应用。产品散热性能优越，散热器表面均温性在正负2℃以内，LED基板温升低；重量轻，体积小，轻量化优势明显，重量指标可达0.01kg/W左右，其远程热运输特点还特别适合解决高温环境、狭窄封闭空间LED灯散热问题。该技术可以彻底解决制约大功率LED和集成LED发展的芯片散热问题。

微槽群符合相变散热器与纯型材散热器的散热功率比较：条件：LED等底板温度一定，为60℃，环境温度30℃，散热器外侧尺寸相同，自然对流。（散热器自身温度均匀性是影响散热效果的关键）

散热器设计的发展方向：取热和热传输能力强，均温性优越，重量轻，体积小，无功耗冷却，可靠性高，节能环保，使用寿命长。13.散热技术对比分析散热器的设计仅考虑热量从散热器外表面到外界环境这一过程的散热问题是远远不够的，而必须首先解决散热器从发热器件表面有效取热以及散热器内部热传输的问题。热取不出并无法高效传输，散热就无从谈起。对于高功率密度器件，由于发热量高度集中，取热及热传输是极具挑战性的。

14.IT行业散热模块发展走向IT行业散热模块发展方向：散热快，无噪音，体积小，功耗小。

15.IT应用解决方案

16.行业热点-高性能电子封装热沉材料/散热基板W/Cu.，Mo/Cu， Cu/Mo/Cu，Cu/Mo70Cu/Cu等系列高性能电子封装材料，它既具有钨的低嘭胀特性，又具有铜的高导热特性，其热膨胀系数和导热导电性能可以调整材料的成分而加以设计。可以与陶瓷材料、LED照明材料、金属材料等形成良好的热嘭胀匹配，主要应用射频、微波、LED照明大功率封装、光通信等行业。