几种常见导热材料优缺点对比

常见的导热材料有哪些？各自有什么优缺点？

1. 导热硅脂：

       导热硅脂又叫做散热硅脂、导热膏等，是目前应用最广泛的的一种导热介质，材质为膏状液态，它是以硅油为原料，并添加增稠剂等填充剂，在经过加热减压、研磨等工艺之后形成的一种酯状物，该物质有一定的黏稠度，没有明显的颗粒感。可以有效的填充各种缝隙；主要应用环境：高功率的发热元器件与散热器之间。

优点：

(1) 液态形式存在，具有良好润湿性；

(2) 导热性性能好、耐高温、耐老化和防水特性；

(3) 不溶于水，不易被氧化；

(4) 具备一定的润滑性和电绝缘性；

(5) 成本低廉。

缺点：

(1) 无法大面积涂抹，不可重复使用；

2) 产品长时间稳定性不佳，经过连续的热循环后，会引起液体迁移，只剩下填充材料，丧失表面润湿性，最终可能导致失效。

(3) 由于界面两边的材料热膨胀速率不同，造成一种“充气”效应，导致热阻增加，传热效率降低；

(4) 始终液态，加工时难以控制，易造成污染其他部件及材料浪费，增加成本。

2. 导热垫片：

       导热垫片，用于填充发热器件和散热片或金属底座之间的空气间隙，它们的柔性、弹性特征使其能够用于覆盖非常不平整的表面。热量从分离器件或整个PCB传导到金属外壳或扩散板上，从而能提高发热电子组件的效率和使用寿命。

       在垫片的使用中，压力和温度二者是相互制约的，随着温度的升高，在设备运转一段时间后，垫片材料发生软化、蠕变、应力松弛现象，机械强度也会下降，密封的压力降低。

优点：

(1) 预成型的导热材料，具有安装、测试、可重复使用的便捷性；

(2) 柔软有弹性，压缩性好，能够覆盖非常不平整的表面；

(3) 低压下具有缓冲、减震吸音的效果。

(4) 良好的导热能力和高等级的耐压绝缘；

(5) 性能稳定，高温时不会渗油，清洁度高。

缺点：

(1) 厚度和形状预先设定，使用时会受到厚度和形状限制；

(2) 厚度较高，厚度0.5mm以下的导热硅胶片工艺复杂，热阻相对较高；

(3) 相比导热硅脂，导热垫片导热系数稍低；

(4) 相比导热硅脂，导热垫片价格稍高。

3. 相变导热材料：

       相变导热材料，是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变化材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程。KY相变导热材料，相变温度45°C，导热性能优越，并且改善了微处理器，存储器模块DC/DC转换器和功率模块的可靠性。

优点：

(1) 可返修，可重复使用，涂覆厚度及形状可按需控制；

(2) 室温下为固体，但在设备运行期间熔化填补微间隙（不垂流）；

(3) 导热效果相当于传统导热硅脂，性能更好；

(4) 极好的硅脂替代品，不存在传统硅脂硅油挥发变干老化的现象。

(5) 无一般硅脂的溢胶现象。

(6) 与导热硅脂相比，不存在“充气”效应，长期使用具有高度可靠性；

(7) 可点胶、丝网印刷、手动涂覆，可完全自动化操作，大幅提高生产量；

(8) 环保，符合Rohs标准。

4. 导热胶：

       导热胶，又称导热硅胶，是以有机硅胶为主体，添加填充料、导热材料等高分子材料，混炼而成的硅胶，具有较好的导热、电绝缘性能，广泛用于电子元器件。

优点：

(1) 热界面材料，会固化，具有粘接性能，粘接强度高；

(2) 固化后呈弹性体，抗冲击、抗震动；

(3) 固化物具有良好的导热、散热功能；

(4) 优异的耐高低温性能和电气性能。

缺点：

(1) 不可重复使用；

(2) 填缝间隙一般。

5. 导热灌封胶：

       导热灌封胶，常见的分为有机硅橡胶体系和环氧体系，有机硅体系软质弹性，环氧体系硬质刚性；可满足较大深度的导热灌封要求。提升对外部震动的抵抗性，改善内部元器件与电路之间的绝缘防水性能。

优点：

(1) 具备很好的防水密封效果；

(2) 优秀的电气性能和绝缘性能；

(3) 固化后可拆卸返修；

缺点：

(1) 导热效果一般；

(4) 工艺相对复杂；

(5) 粘接性能较差；

(6) 清洁度一般。

6. 导热胶带：

       导热胶带又叫做导热双面胶，由亚克力聚合物与有机硅胶粘剂复合而成；通常应用于功率不高的热源与小型的散热器之间，用来固定LED散热器等。

优点：

(1) 同时具有导热性能和粘接性能；

(2) 具有良好的填缝性能；

(3) 外观类似双面胶，操作简单。

(4) 一般用于某些发热性较小的电子零件和芯片表面。

缺点：

(1) 导热系数比较低，导热性能一般；

(2) 无法将过重物体粘接固定；

(3) 胶带厚度一旦超过，与散热片之间无法达成有效传热。

(4) 一旦使用，不易拆卸，存在损坏芯片和周围器件的风险，不易拆卸彻底。

       无论是哪款导热材料都没有办法满足所有电子设备的需求，或多或少都有它的部分缺点，重点是如何通过产品结构与各种技术将导热材料的优点放大。