随着微电子技术的飞速发展

1、随着微电子技术的飞速发展，芯片的尺寸越来越小，同时运算速度越来越快，发热量也就越来越大，如英特尔处理器3.6G奔腾4终极版运行时产生的热量最大可达115W，这就对芯片的散热提出更高的要求。设计人员就必须采用先进的散热工艺和性能优异的散热材料来有效的带走热量，保证芯片在所能承受的最高温度以内正常工作。电子设备及终端外观越来越要求向薄小发展，电视从CRT发展到液晶平板电视，台式电脑到笔记本电脑，还有数字机顶盒，便携式CD等，散热设计就与传统的形式不同，因该类产品比较薄小。    统计资料表明电子元器件温度每升高2度，可靠性下降10 %；温升50度时的寿命只有温升25度时的1/6

2、。温度是影响设备可靠性最重要的因素。这就需要在技术上采取措施限制机箱及元器件的温升，这就是热设计。热设计的原则，一是减少发热量，即选用更优的控制方式和技术，如移相控制技术、同步整流技术等技术，另外就是选用低功耗的器件，减少发热器件的数目，加大粗印制线的宽度，提高电源的效率。二是加强散热，即利用传导、辐射、对流技术将热量转移， 制作再精良的散热片与CPU和其它发热部件接触时都难免有空隙出现，因此我们很有必要使用导热材料填充发热源与散热片之间的空隙。通过增大两者的接触面积来改善导热在做传导散热设计时,因选择主动散热还是选择被动散热,对导热材料的选择就会有很多不同. 导热材料分填缝导热材料和间隙导热

3、材料. 缝隙导热材料厚度多在0.5mm下,间隙导热材料使用厚度在0.5mm以上. 其中填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是填充发热功率器件与散热片之间的缝隙，通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体，导热系数是仅有0.03w/m.k,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气.间隙导热材料有导热硅胶垫、导热泡棉、导热橡胶片。    但对外观扁平的产品而言，首先，从空间来说不能使用更多的散热铝片和风扇，从整体上说不允许加强冷式散热设计，不能使用对流形式。同样辐射散热的方式在扁平的空间

4、也难以做到。所以大家不约而同地都想到了利用机壳散热，其好处是不要考虑因风扇而另加风扇电源，不会因风扇而引起的更多的灰尘，没有了因风扇而起的噪音。     如何才能真正利用好机器外壳散热呢？软性硅胶导热绝缘材料的应用的机会就来了。软性导热硅胶绝缘垫是传热界面材料中的一种，是片状材料，可根据发热功率器件的大小及形状任意裁切，具有良好的导热能力和绝缘特性，其作用就是填充发热功率器件与散热器之间间隙，是替代导热硅脂导热膏加云母片（绝缘材料）的二元散热系统的最佳产品。该产品的导热系数是0.8-3.0W/mK,而空气的导热系数是0.03w/mk;抗电压击穿值在400

5、0伏以上,在大部分电子设备中有绝缘要求都可以使用. 有一液晶电视生产厂家,以前电视内置电源部分是使用风冷的散热方式,现分别在电源变压器、主芯片、功率管共有的散热片加垫T7x35x35mm、T4.5x15x20mm、T10x20x25mm三中不同厚度规格的软性硅胶导热垫将热量导到金属框架上，不再使用散热风扇了,达到了很好的散热目的。 导热矽胶工艺厚度从0.5mm5mm不等,每0.5mm一加,即0.5mm1mm1.5mm2mm一直到5mm,特殊要求可增至10mm,厚度不同为的是让设计者方便选择PCB板及发热功率器件的位置.阻燃防火性能符合U.L 94V-0 要求,并符合欧盟SGS环保认证，工作温度

6、一般在-50250,因此,是非常好的导热材料 .又其特别柔软，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的热传递,增加导热面积,同时还起到减震 绝缘 密封等作用,能够满足社设备小型化 超薄化的设计要求,是极具工艺性和使用性的新材料.且厚度适用范围广，特别适用于汽车、显示器、计算机和电源等电子设备行业。傅力叶方程式：Q=KAT/d,R=AT/Q       Q: 热量，WK: 导热率，W/mkA：接触面积d: 热量传递距离T：温度差R: 热阻值导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热

7、能力。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。所以同类材料的导热率都是一样的，并不会因为厚度不一样而变化。将上面两个公式合并，可以得到 K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。根据R=AT/Q这个公式，理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个

8、最基本的理想化的公式，他设定的条件是：接触面是完全光滑和平整的，所有热量全部通过热传导的方式经过材料，并达到另一端。实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTM D5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才

9、有相比较的意义。通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个“模糊”的数学概念。通过这样的“模糊”数据，人们可以将一些数据量化，而用于实际应用。 此处所说的“模糊” 是数学术语，“模糊”表示最为接近真实的近似。而同样道理，根据热阻值以及厚度，再计算出来的导热率K值，也并不完全是真正的导热率值。傅力叶方程式，是一个完全理想化的公式。我们可用来理解导热材料的原理。但实际应用、热阻计算是复杂的数学模型，会有很多的修正公式，来完善所有的环节可能出现的问题。总之：a. 同样的材料，导热率是一个不变的数值，热阻值是会随厚度发生变化的。b. 同样的材

10、料，厚度越大，可简单理解为热量通过材料传递出去要走的路程越多，所耗的时间也越多，效能也越差。c. 对于导热材料，选用合适的导热率、厚度是对性能有很大关系的。选择导热率很高的材料，但是厚度很大，也是性能不够好的。最理想的选择是：导热率高、厚度薄，完美的接触压力保证最好的界面接触。d、使用什么导热材料给客户，理论上来讲是很困难的一件事情。很难真正的通过一些简单的数据，来准确计算出选用何种材料合适。更多的是靠测试和对比，还有经验。测试能达到产品要求的理想效果，就是最为合适的材料。e、不专业的用户，会关注材料的导热率；专业的用户，会关注材料的热阻值。 导热系数导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料

11、，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米?度（W/m?K,此处的K可用°C代替）。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。通常把导热系数较低的材料称为保温材料，而把导热系数在0.05瓦/米?度以下的材料称为高效保温材料。导热系数（热导率）是反映材料导热性能的物理量，它不仅是评价材料的热学特性的依据，而且是材料在应用时的一个设计依据，在加热器 、散热器、传热管道设计、房屋设计等工程实践中都要涉及这个参数。因为材料的热导率不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量。结构变化都会明显影响热导率的数值，所以在科学实验和工程技术中对材料的热导率常用实验的方法测定。测量热导率的方法大体上可分为稳态法和动态法两类。本测试仪采用稳态法测量不同材料的导热系数，其设计思路清晰、简捷、实验方法具有典型性和实用性。测量物质的导热系数是热学实验中的一个重要内容。导热系数单位换算  千卡/米·时· kcal/(m·h· )卡 / 厘米·秒· cal/(cm·s· )瓦 / 米· KW/(m&