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在外殼與導熱膠之間加了“不銹鋼鋁片(到底是不銹鋼還是鋁片?)”后,豈不是又阻斷了熱傳遞通路?因為“不銹鋼鋁片”與外殼之間沒有低熱阻的接觸!還望解釋

是有些影響,但不大.不銹剛片很薄,與外殼是金屬間的結(jié)合,要平整光滑,增大接觸面積.具體的是要做溫升測試.
因軟性硅膠片有一定的粘性,加片很薄的不銹剛片是為了裝配的需要,好推進去.

芯片散熱的熱傳導計算(圖)
討論了表征熱傳導過程的各個物理量,并且通過實例,介紹了通過散熱過程的熱傳導計算來求得芯片實際工作溫度的方法

隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,芯片的尺寸越來越小,同時運算速度越來越快,發(fā)熱量也就越來越大,如英特爾處理器3.6G奔騰4終極版運行時產(chǎn)生的熱量最大可達115W,這就對芯片的散熱提出更高的要求.設(shè)計人員就必須采用先進的散熱工藝和性能優(yōu)異的散熱材料來有效的帶走熱量,保證芯片在所能承受的最高溫度以內(nèi)正常工作.

如圖1所示,目前比較常用的一種散熱方式是使用散熱器,用導熱材料和工具將散熱器安裝于芯片上面,從而將芯片產(chǎn)生的熱量迅速排除.本文介紹了根據(jù)散熱器規(guī)格、芯片功率、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù),通過熱傳導計算來求得芯片工作溫度的方法.

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芯片的散熱過程

由于散熱器底面與芯片表面之間會存在很多溝壑或空隙,其中都是空氣.由于空氣是熱的不良導體,所以空氣間隙會嚴重影響散熱效率,使散熱器的性能大打折扣,甚至無法發(fā)揮作用.為了減小芯片和散熱器之間的空隙,增大接觸面積,必須使用導熱性能好的導熱材料來填充,如導熱膠帶、導熱墊片、導熱硅酯、導熱黏合劑、相轉(zhuǎn)變材料等.如圖2所示,芯片發(fā)出的熱量通過導熱材料傳遞給散熱器,再通過風扇的高速轉(zhuǎn)動將絕大部分熱量通過對流(強制對流和自然對流)的方式帶走到周圍的空氣中,強制將熱量排除,這樣就形成了從芯片,然后通過散熱器和導熱材料,到周圍空氣的散熱通路.

表征熱傳導過程的物理量
在圖3的導熱模型中,達到熱平衡后,熱傳導遵循傅立葉傳熱定律:



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Q=K·A·(T1-T2)/L         (1)

式中:Q為傳導熱量(W);K為導熱系數(shù)(W/m℃);A 為傳熱面積(m2);L為導熱長度(m).(T1-T2)為溫度差.

熱阻R表示單位面積、單位厚度的材料阻止熱量流動的能力,表示為:

R＝(T1-T2)/Q＝L/K·A    (2)

對于單一均質(zhì)材料,材料的熱阻與材料的厚度成正比;對于非單一材料,總的趨勢是材料的熱阻隨材料的厚度增加而增大,但不是純粹的線形關(guān)系.

對于界面材料,用特定裝配條件下的熱阻抗來表征界面材料導熱性能的好壞更合適,熱阻抗定義為其導熱面積與接觸表面間的接觸熱阻的乘積,表示如下:    

Z＝(T1-T2)/(Q/A)＝R·A   (3)

表面平整度、緊固壓力、材料厚度和壓縮模量將對接觸熱阻產(chǎn)生影響,而這些因素又與實際應用條件有關(guān),所以界面材料的熱阻抗也將取決于實際裝配條件.導熱系數(shù)指物體在單位長度上產(chǎn)生1℃的溫度差時所需要的熱功率,是衡量固體熱傳導效率的固有參數(shù),與材料的外在形態(tài)和熱傳導過程無關(guān),而熱阻和熱阻抗是衡量過程傳熱能力的物理量.

芯片工作溫度的計算

如圖4的熱傳導過程中,總熱阻R為:

R=R1+R2+R3               (4)

式中:R1為芯片的熱阻;R2為導熱材料的熱阻;R3為散熱器的熱阻.導熱材料的熱阻R2為:

R2＝Z/A                   (5)

式中:Z為導熱材料的熱阻抗,A為傳熱面積.芯片的工作溫度T2為:

T2＝T1+P×R             (6)

式中:T1為空氣溫度;P為芯片的發(fā)熱功率;R為熱傳導過程的總熱阻.芯片的熱阻和功率可以從芯片和散熱器的技術(shù)規(guī)格中獲得,散熱器的熱阻可以從散熱器的技術(shù)規(guī)格中得到,從而可以計算出芯片的工作溫度T2.

實例

下面通過一個實例來計算芯片的工作溫度.芯片的熱阻為1.75℃/W,功率為5W,最高工作溫度為90℃,散熱器熱阻為1.5℃/W,導熱材料的熱阻抗Z為5.8℃cm2/W,導熱材料的傳熱面積為5cm2,周圍環(huán)境溫度為50℃.導熱材料理論熱阻R4為:

R4＝Z/A＝5.8 (℃·cm2/W)/   5(cm2)=1.16℃/W              (7)

由于導熱材料同芯片和散熱器之間不可能達到100%的結(jié)合,會存在一些空氣間隙,因此導熱材料的實際熱阻要大于理論熱阻.假定導熱材料同芯片和散熱器之間的結(jié)合面積為總面積的60%,則實際熱阻R3為:

R3＝R4/60%＝1.93℃/W    (8)

總熱阻R為:

R=R1+R2+R3=5.18℃/W     (9)

芯片的工作溫度T2為:

T2＝T1+P×R＝50℃+(5W×   5.18℃/W)＝75.9℃           (10)

可見,芯片的實際工作溫度75.9℃小于芯片的最高工作溫度90℃,處于安全工作狀態(tài).
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如果芯片的實際工作溫度大于最高工作溫度,那就需要重新選擇散熱性能更好的散熱器,增加散熱面積,或者選擇導熱效果更優(yōu)異的導熱材料,提高整體散熱效果,從而保持芯片的實際工作溫度在允許范圍以內(nèi)(作者:方科 )

曾有人送我些樣品,有厚有薄,其中有一種很薄的說是可以用在電腦CPU上,我將我的電腦CPU散熱片上的散熱膏刮下來,墊上這種導熱膠,可是我打開電腦主板監(jiān)控軟件,發(fā)現(xiàn)CPU溫度比以前還高了20左右,我嚇得設(shè)計產(chǎn)品再也不敢用導熱膠了,是質(zhì)量不行還是怎么回事?

根據(jù)上貼的計算公式,可以看到熱阻抗與導熱系數(shù)成正比,導熱系數(shù)越高,對導熱效果越好!這只是一個方面.
厚度(m)與熱阻抗成反比,厚度增加,熱阻抗越大,導熱效果要差.
問題就在這:涂導熱硅脂,可以涂的很薄一層,可以達到0.07mm.
我公司的導熱硅膠片最薄是0.5mm,所以,熱阻一定是更大的,就會出現(xiàn)你提到的高出20度的情況.
CPU的功率多在80W以上,瞬間發(fā)熱很快,對導熱材料的要求是很高的.簡單方法的就是涂導熱硅脂,盡可能的涂薄.現(xiàn)在比較好的CPU散熱是用很薄的相變化材料,遇熱發(fā)生相變,吸收一部分熱量的同時,成為近似液態(tài)的物資,更好的填充芯片與散熱片間的間隙,增大導熱有效面積.
在軍事或激光電子產(chǎn)品用到銦鉑導熱材料的很多,表面有一定的柔軟性,導熱系數(shù)在100w/m.k以上.

軟性硅膠導熱片的主要優(yōu)點是厚度的可選擇性,柔軟彈性好,導熱系數(shù)較一般的導熱材料要高,同時還有很好的絕緣性能.
  所以俗話說:“適合自己的,才是最好的!”
也有說:人盡其才,物盡其用嘛!

非常謝謝你,我已明白了,任何東西都有一定應用范圍的.

統(tǒng)計資料表明電子元器件溫度每升高2度,可靠性下降10 %;溫升50度時的壽命只有溫升25度時的1/6.溫度是影響設(shè)備可靠性最重要的因素.這就需要在技術(shù)上采取措施限制機箱及元器件的溫升,這就是熱設(shè)計.熱設(shè)計的原則,一是減少發(fā)熱量,即選用更優(yōu)的控制方式和技術(shù),如移相控制技術(shù)、同步整流技術(shù)等技術(shù),另外就是選用低功耗的器件,減少發(fā)熱器件的數(shù)目,加大粗印制線的寬度,提高電源的效率.二是加強散熱,即利用傳導、輻射、對流技術(shù)將熱量轉(zhuǎn)移,
    但對外觀扁平的產(chǎn)品而言,首先,從空間來說不能使用更多的散熱鋁片和風扇,從整體上說不允許加強冷式散熱設(shè)計,不能使用對流形式.同樣輻射散熱的方式在扁平的空間也難以做到.所以大家不約而同地都想到了利用機殼散熱,其好處是不要考慮因風扇而另加風扇電源,不會因風扇而引起的更多的灰塵,沒有了因風扇而起的噪音.
    如何才能真正利用好機器外殼散熱呢?


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軟性硅膠導熱墊的作用是很廣泛的,因為同時具有良好的導熱與絕緣的雙重特性．
電子產(chǎn)品的熱量源自一些功率器件:

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那么我們要把熱量導熱散熱片去:

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在裝在線路板上后,如果是配置的是內(nèi)置電源,客戶不希望有風扇的噪音,就要選擇靜音設(shè)計.

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在散熱片、電感等功率件上,可以直接加墊厚度合適的導熱硅膠片,導熱硅膠片柔軟、彈性好,絕緣,直接頂?shù)诫娫吹慕饘偻鈿ど?把熱量由內(nèi)導到外殼!



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還沒有完,下一步,我們是要把熱量再傳遞到電子產(chǎn)品的外殼上去:

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哈哈,散熱是不是可以那么簡單,一貼就好!

樣品申請,請發(fā)郵件到szaocn@msn.com
聯(lián)系人  戴雄

往上頂,導熱材料都不要超過3-5mm,最好小于1mm

記號!有時間再仔細看

軟性硅膠導熱片的應用,關(guān)于其柔軟、彈性好的作用,還可以給大家舉些例子:

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上圖是打印機的一個馬達,在高速運轉(zhuǎn)幾個小時,溫度可達到130度,使與之相連的打印的塑料齒輪烤軟,嚴重影響打印機的正常使用,需要做散熱降溫處理.
如圖示意:



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把軟性硅膠導熱片撲在馬達上,再將半圓形的特制散熱片加蓋在軟性硅膠導熱片上,散熱器則再與打印機的金屬支架連接,散量被分散,從而達到了有效的散熱目的,馬達溫度降到50度以下,保證了產(chǎn)品的高效正常使用.

在一個功率帶一個散熱片時,我們很多時候是用導熱矽膠布、再涂上一些導熱硅脂起到導熱、絕緣、填充的作用.

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因為有螺絲緊固,有一定的壓力,還是能達到比較好的導熱效果.
但在幾個功率管共用一個散熱片時,所受的力不均,有可能翹起一些,某功率管的面與散熱片的平面間就不能有效接觸,不能很好導熱,看上去很美,有那么大一塊散熱片,但肯定達不到有效的散熱,影響整個產(chǎn)品性能,得不償失.
如下圖:
  與PCB板下方與散熱片接觸的三個功率器件,使用軟性硅膠導熱片,富有彈性,可以自然填充間隙,導熱效果更好,每個功率管的熱量都可以有效傳遞到散熱片上.





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廠家提供軟性硅膠導熱片樣品,請發(fā)郵件到

szaocn@msn.com
聯(lián)系人 戴雄

我公司導熱硅膠片STP系列的特點是超軟,邵氏硬度計測試軟硬度達到8,主要用在極其不平整的元器件的散熱.
如無風扇電源針對變壓器的散熱,通常會用到6mm厚度的STP系列導熱硅膠片,有35%壓縮模量,嚴嚴實實地嵌在變壓器的表面的每一處,導熱效果很好!

我有一客戶是生產(chǎn)戶外衛(wèi)星通信產(chǎn)品的,該設(shè)備應用環(huán)境較為苛刻,為野外工作無人值守設(shè)備.要求小型化、重量輕、防雨、抗高低溫、耐濕熱、高強度.為確定產(chǎn)品長期穩(wěn)定的使用,避免因散熱風扇高熱、高濕環(huán)境無法保證正常工作,出現(xiàn)問題帶來麻煩.該產(chǎn)品的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)定為傳導散熱.
我畫幾張圖,請大家看看:


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該產(chǎn)品的散熱,是通過厚厚鋁鑄外殼.鋁鑄外殼的中間有一塊鋁制導熱板,上下各有一PCB板,貼片的一面朝著鋁制導熱板.首先將PCB板上的各類芯片或功率器件加墊不同厚度的軟性硅膠導熱墊,確保與鋁制導熱板緊緊頂住,將熱量傳導到鋁板上,而后鋁制導熱板插入鋁鑄外殼的內(nèi)槽中,熱量傳導到鋁鑄外殼上.
熱量從:元器件->導熱硅膠片->鋁制導熱板->鋁鑄外殼->外界自然風

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元器件在PCB板的位置有高有低,要與鋁制導熱板緊密貼緊,軟性硅膠導熱片有不同厚度可選擇的優(yōu)越性就體現(xiàn)出來了!

散熱的第一步,導熱!

無論是主動散熱還是被動散熱,選擇合適的導熱材料,形成良好的導熱通道,能有效地將芯片上的熱量到導到散熱片上是很重要的,大家往往忽視了這個問題.
導熱介質(zhì)材料的作用是增加導熱面積,形成良好的散熱通道.
我覺得可以打一比方,功率器件象是熱量蓄積的一個蓄水池.在水池的出水口是很小的導水管,下端你再接上較粗的管,或干脆用了抽水機,出水的流量一定是有限的.用到合適的導熱材料,尤如在出水口裝上了較粗的導水管,再加上散熱片和散熱風扇,才能達到很好的散熱目的.我以為散熱的第一步,是導熱!
所以說,導熱材料不是可有可無,很好的導熱達到事半功倍的作用.而忽略導熱材料的應用,熱量不能有效導出,一味強調(diào)散熱片或散熱風扇作用,倒有點舍本求末的意思.
因為良好的導熱之后,可能并不需要過大的散熱器,不需要那么大功率的散熱風扇,能節(jié)省空間和成本.


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你好!請問;是否銷售上面的外殼?結(jié)構(gòu)不錯啊.

w.ho:
  你好!
  我公司是專業(yè)生產(chǎn)軟性硅膠導熱材料的;你提到的金屬外殼我也是在客戶那看到的,聽說生產(chǎn)散熱片的廠家都會有的.如有軟性硅膠導熱材料的需要請與我聯(lián)系,謝謝!

有關(guān)導熱率的各材料參數(shù):
1172323407.doc

軟性硅膠導熱片在筆記本電腦散熱模組中的應用.提倡概念的是:通過軟性硅膠導熱片,把南橋、北橋等芯片熱量傳遞到金屬散熱支架,再通過散熱風扇集中散熱.

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軟性硅膠導熱片作為導熱填縫材料,富有彈性,軟硬度在10-60,壓縮模量在20-30%,能很好地禰補各種器件間公差,如散熱片的、芯片、PCB板間的等等.

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在芯片與散熱器間的接觸,一定要平整.如下圖,如果散熱片的面與芯片的面有斜角,接觸面積有限,導熱就會要問題.


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如使用軟性硅膠導熱墊,因其具有很好的彈性,就能比較好的解決這個問題.

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若大的散熱器,其實與芯片的接觸就是一小點,再裝斜了,接觸面積就更少了,不能形成良好的散熱通道.散熱器看上去很牛,卻沒起到應有的作用!

散熱的第一步,導熱!

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在芯片的四周墊上軟性硅膠導熱片,能很好的保護芯片,起到防震的作用,增大導熱面積.

價格是不是很高呀,我聽說很高的

謝謝你的提問!
哈哈,但你這個問題問的好籠統(tǒng)呀!
我們就用汽車來打比方吧!
本田汽車你覺得貴嗎?就本田汽車因配置不同,價格也不同呢.
在各種的款式的車中,有比它便宜的,有比它貴的,那就看你買車的主要用途是什么了,不是嗎?
我公司的軟性硅膠導熱片是自主研發(fā)的、多系列,已規(guī)?；a(chǎn)了,很有價格優(yōu)勢,同時能保證供貨及時,令我們自豪和驕傲的是我們的軟性硅膠導熱片的優(yōu)異品質(zhì),成功替代了不少國外同類產(chǎn)品而用于國際知名品牌的產(chǎn)品中.

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可以將不同的功率器件的熱量集中傳熱到導熱板上.

歡迎免費申請軟性硅膠導熱片樣品,請將你需要的樣品的厚度及絕緣要求發(fā)郵件到:dzc04@163.com   聯(lián)系人戴雄

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