如何应对高热流密度散热(维酷)

应对高热流密度导热 维酷导热膏 导热片详测 随着电子元器件的集成度和功率的不断提高 散热量和热流密度也越来越大 散热问 题的解决成为一个极其关键的技术 散热问题不仅对传统散热技术提出了更高的要求 同 时也对导热材料有更高的要求 维酷 VRYCUL 液态金属导热膏和导热片 产品性能参数 型号Vrycul TG IVrycul TP I 项目 单位数值测试方法数值测试方法 形态 膏状 目测片状目测 颜色 亮银色目测亮银色目测 气味 无 无 组成成 分 镓基合金 铋基合金 热导率 W m k 25ASTM D547060ASTM D5470 电阻率 m 1 2 10 7ASTM D2570 9 10 7ASTM D257 比重 g ml 6 2ASTM D7925 2ASTM D792 使用温 度 C 40 500EN344 40 500EN344 挥发率 0 001 0 001 腐蚀性 铝腐蚀 无 测试平台简介 实验平台如图 1 所示 由热源 上下铜块 导热片 铝散热器及风扇组成 热源 功率 200W 热源上方放置两铜块 四周放置绝热材料 两铜块间放置 Vrycul 导热产品 铜块上方放置铝散热器和风扇 两铜块上分别有三等距测温孔 T1 T2 T3 T4 T5 T6 其中 T2 1 2 T1 T3 T5 1 2 T4 T6 分别测量时间为 20h 40h 60h 80h 100h 时接触热阻的变化情况 热热源源 散散热热器器 T6 T1 T4 T3 T2 T5 Ta Tb 绝绝热热材材料料 铜铜块块 铜铜块块 绝绝热热材材料料 导导热热膏膏 片片 图 1 热阻测试平台 高温实验测试 若保证导热膏在 60 寿命达到 5 年 则根据阿伦尼乌斯公式知 在本 加速实验条件下 须在 150 情况下测试 100 小时 测试结果如图 2 所示 由图可知 经 过 150 C 高温 100 小时试验后 维酷 VRYCUL 的 TG I 导热膏和 TP I 导热片表现稳定 性能未见衰减 图 2 Vrycul TG I 导热膏和 TP I 导热片高温 100h 热阻变化图 腐蚀性测试 腐蚀性实验用紫铜和紫铜镀镍作为腐蚀材料 在 150 C 下 腐蚀 100 小时 实验结 果见图 3 和图 4 由图片可见 接触 TP I 导热片和 TG I 导热膏的结构材料均无明显腐蚀 迹象 图 3 TG I 导热膏和 TP I 导热片腐蚀紫铜和紫铜镀镍前后对比图 图 4 腐蚀前后的热阻对比值 热冲击测试 将 TG I 导热膏和 TP I 导热片在 40 C 至 125 C 之间循环测试 200 小时 实 验结果如图 4 所示 实验结果表明 维酷 VRYCUL TG I 导热膏和 TP I 导热片的性能稳定 未见衰减 耐温度冲击性能极佳 图 4 Vrycul TG I 导热膏和 TP I 导热片的热冲击实验结果 相变膨胀实验 一般而言 M3 螺钉螺距为 0 5mm TP I 的厚度为 50 微米 TG I 的涂抹 厚度为 100 微米 它们的固化膨胀率均为 3 因此 TP I 的膨胀量为 50 3 1 5 微米 TG I 的膨胀量为 3 微米 折算为螺钉继续旋转分别为 1 5 500 360 1 度 TP I 和 2 度 TG I 对于几乎所有的散热器螺钉紧配方式而言 达到标准扭矩后继续拧 1 2 度 螺 钉一般不会对器件产生任何压力影响 实际应用中 若散热系统装配完成螺钉达到标准扭矩后还可来回左右旋转 1 2 度左右 器件不至损坏 表明使用液态金属导热片不会出现任何因相变导致的器件损坏风险 此外 热冲击实验表明 普通的螺钉紧固也不会造成导热材料多次相变后接触不良 散热恶化的 现象 结论 经测试表