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共共 12 页页 第第 1 页页 导热硅脂的涂抹方法导热硅脂的涂抹方法 刘石劬 1、引言、引言 导热硅脂是 CPU（GPU、IGBT、音频功率放大器、三极管、三端稳压器等功率半导 体器件等，以下统称：功率半导体器件）与散热器传输热量的一个纽带。如果在安装涂 抹过程中不得其法，很可能就会让功率半导体器件的温度居高不下，甚致烧毁。所以， 导热硅脂的涂抹方法正确与否是非常重要的。 2、要求、要求 在保证功率半导体器件与散热器表面充分接触的前提下，用导热硅脂替代功率半导 体器件与散热器表面缝隙中的空气。在保证能填充功率半导体器件与散热器表面缝隙的 前提下，涂抹的导热硅脂越薄越好，从导热性能上来讲，最好的导热硅脂远比不过铜铝 等金属材料的导热性能。 关键关键：均匀均匀、无气泡无气泡、无杂质无杂质、尽可能薄尽可能薄。 3、厂家推荐的涂抹方法 、厂家推荐的涂抹方法 （1） ZEROtherm 推荐涂抹方法：在 CPU 表面中心挤上导热硅脂，然后给手指戴上 胶套（防杂质，胶套是附送的），将导热硅脂涂抹均匀。 （2） arctic-cooling 推荐的涂抹方法：在 CPU 表面中心挤上一点导热硅脂，然后压 上散热器，按箭头指示方向旋转，确保导热硅脂均匀扩展和无气泡。 共共 12 页页 第第 2 页页 4、涂抺不同厚度导热硅脂的对照实验 4、涂抺不同厚度导热硅脂的对照实验 很多人唯恐硅脂不够，涂抺很厚的导热硅脂，效果如何呢？网友作了简单测试： 使用 Arctic Alumina 导热硅脂（北极铝），一次涂抺适量（自认为），一次故意涂抺 得比较多，测试这两种情况下 CPU 温度的情况。 测试条件：测试条件： 室温 28 度， E6600 （7*500MHz） ， Zalman CNPS9700LED 散热器， Foxconn MARS P35 主板，CPU 电压 1.55V。 测试方法：测试方法： 用 EVEREST 软件的 System Stability Test 来测试，它让 CPU 高负荷运作，记录温度 变化曲线。 适量的硅脂情况下，CPU 温度在 6162间浮动 测试后 CPU 表面硅脂情况（适量硅脂） 适量的硅脂情况下，CPU 温度在 6162间浮动 测试后 CPU 表面硅脂情况（适量硅脂） 大量的硅脂情况下，CPU 温度在 6364间浮动 测试后 CPU 表面硅脂情况（较多硅脂） 大量的硅脂情况下，CPU 温度在 6364间浮动 测试后 CPU 表面硅脂情况（较多硅脂） 测试结论：测试结论：导热硅脂层的厚薄对散热的影响还是很明显的，从这个测试来看，两者 间有 2的差距。 共共 12 页页 第第 3 页页 5、理论（数据引自附录）、理论（数据引自附录） 中文名称中文名称：导热系数 英文名称英文名称：thermal conductivity 定义定义：热流密度与温度梯度之比。即在单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密 度，单位为 W/(K, )。 铜的导热系数: 390 W / mK 铝的导热系数: 237 W / mK 导热硅脂的导热系数: 1 W / mK 注：注：K 为绝对温度为绝对温度(热力学温度热力学温度)，绝对温度，绝对温度 T 与人们惯用的摄氏温度与人们惯用的摄氏温度 t 的关系是：的关系是：T（K）=273.15+t()；1mK=0.001K。 中文名称中文名称：热阻 英文名称英文名称：thermal resistance;heat resistance 定义定义 1：导热过程的阻力。为导热体两侧温差与热流密度之比。 所属学科：电力（一级学科）；通论（二级学科） 定义定义 2：流体在一定流速下由于加热引起的总压损失。 所属学科：航空科技（一级学科）；推进技术与航空动力装置（二级学科） 热阻简介 热阻是热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，表明 了 1W 热量所引起的温升大小，单位为/W 或 K/W。用热功耗乘以热阻，即可获得该传 热路径上的温升。可以用一个简单的类比来解释热阻的意义，换热量相当于电流，温差 相当于电压，则热阻相当于电阻。 金属的热阻 Rth：0.004 mK/W 导热硅脂的热阻 Rth：1 mK/W 空气的热阻 Rth：42 mK/W 即：在热平衡的条件下，两规定点（或区域），当同样有 1W 热耗散功率时，金属的 温度仅升高 0.004 mK，导热硅脂的温度升高 1 mK，而空气的温度将升高 42 mK。 结论：结论：在保证功率半导体器件与散热器表面充分接触的前提下，用导热硅脂替代功 率半导体器件与散热器表面缝隙中的空气。 共共 12 页页 第第 4 页页 附 录 共共 12 页页 第第 5 页页 笔者注：导热系数 笔者注：Rth热阻 共共 12 页页 第第 6 页页 共共 12 页页 第第 7 页页 笔者注：导热硅脂使 散热器与功率器 件距离加大 笔者注：热阻 笔者注：颗粒大小为 40m 的导热硅脂 共共 12 页页 第第 8 页页 笔者注：热阻 笔者注：尽可能地让 金属与金属接触 笔者注：颗粒大小为 5m 的导热硅脂 共共 12 页页 第第 9 页页 笔者注：导热硅脂的粘稠度：高粘稠度(硬) 笔者注：间隙 笔者注：导热硅脂的粘稠度： 高粘稠低(可流动) 共共 12 页页 第第 10 页页 笔者注：粗糙度 笔者注：有距离 笔者注：尽可能相互交叉 笔