填充发热面与散热面间隙,降低界面热阻
产品定义:导热垫片是填充导热粉体的硅胶片状材料,用于填充发热元件与散热件之间的间隙。
导热垫片填充在发热元件与散热器之间,排出界面空气,用固态导热通道替代空气层,降低界面热阻。垫片在一定装配压力下压缩变形,贴合表面不平度,使热量传导至散热结构。实际效果取决于导热系数、厚度、硬度、压缩率与装配压力,需结合结构评估(以实际检测报告为准)。
导热垫片按导热系数分档形成型号序列,型号中的数字对应标称导热系数(W/(m·K))。选型时先按热流密度确定导热系数档位,再依据实测间隙确定厚度。
| 型号 | 标称导热系数 W/(m·K) | 典型应用 |
|---|---|---|
| Dr.H-10 | 1.0 | 低功耗芯片、一般导热填充 |
| Dr.H-15 | 1.5 | 消费电子主控与电源模块 |
| Dr.H-20 | 2.0 | 工控主板、通信模块 |
| Dr.H-30 | 3.0 | 工业电源、储能变流器 |
| Dr.H-40 | 4.0 | 储能 PCS 与车载电控模块(车规认证由整机厂负责) |
| Dr.H-50 | 5.0 | AI 算力服务器芯片 |
| Dr.H-80 | 8.0 | 小面积高热流密度热源 |
常规供货型号覆盖导热系数 1.0—8.0 W/(m·K);采用金刚石、石墨烯、纳米碳管等高导热填料体系的定制档位可做到 10—15 W/(m·K),牌号与参数以商务确认和实际检测报告为准。
除常规导热硅胶垫片外,还可按导热机理与结构需要提供以下品类。定制档位的牌号、厚度与参数以商务确认和实际检测报告为准。
| 种类 | 基体与填料 | 特点 | 典型用途 | 供货方式 |
|---|---|---|---|---|
| 常规导热硅胶垫片 | 有机硅 + 氧化铝 / 氮化铝 / 氮化硼 | 通用界面填充,硬度与厚度可选范围宽 | 电源模块、工控板卡、通信设备 | 常规供货 |
| 高导热垫片 | 有机硅 + 金刚石 / 石墨烯 / 纳米碳管等高导热填料 | 导热系数可做到 10—15 W/(m·K) | 小面积高热流密度芯片、AI 算力模组 | 定制档位 |
| 相变化垫片 | 有机硅 / 石蜡基相变体系 + 导热填料 | 达到相变温度后软化并浸润界面,降低接触热阻 | 间隙稳定、要求低界面热阻的场合 | 定制档位 |
| 石墨烯垫片 | 石墨烯膜 / 石墨烯复合层 | 横向导热与均热能力强,可把局部热点摊开 | 高功率密度芯片均热、薄型设备 | 定制档位 |
| 陶瓷散热片 | 氧化铝 / 氮化铝等陶瓷基材 | 导热的同时具备电气绝缘与耐压能力 | 需要绝缘隔离的功率器件与模块 | 定制档位 |
| 导热吸波垫片 | 导热填料 + 吸波填料复合 | 导热同时吸收特定频段电磁波,兼顾散热与 EMI | 既有散热需求又存在电磁干扰的腔体 | 定制档位 |
| 测试项目 | 数值 | 单位 | 测试标准 |
|---|---|---|---|
| 基材 | 有机硅 + 导热填料(氧化铝 / 氮化铝 / 氮化硼 / 金刚石 / 石墨烯 / 纳米碳管) | — | — |
| 材料组成 | 聚硅氧烷 ≥70%,导热填料 65%—75%,部分含玻纤增强 | — | — |
| 导热系数 | 1.0—15.0 | W/(m·K) | — |
| 硬度 | 10—50 ±5 | Shore C | ASTM D2240 |
| 耐电压 | >4.5 | kV/mm | ASTM D149 |
| 体积电阻率 | 10¹⁴ | Ω·cm | ASTM D257 |
| 阻燃等级 | V0 | — | UL94—2018 |
| 使用温度 | -40—200 | ℃ | — |
| 建议压缩率 | 10—50 | % | — |
| 环保测试 | RoHS 2.0 卤素 Pass | — | — |
| 背胶 / 纤维强化 | 可选 | — | — |
| 厚度 | 0.3—40.0(可调范围,常规供货以商务确认为准) | mm | — |
表中数值为规格区间示例,用于选型沟通参考;具体牌号、规格与数值以对应型号的商务确认与实际检测报告为准。
| 场景 | 说明 |
|---|---|
| AI 服务器 | GPU 模组与散热器之间填充导热,配合风冷或液冷板建立散热通道 |
| 储能 PCS | IGBT / SiC 功率模块与散热基板之间导热,适应长期循环工况 |
| 车载电控 | 电机控制器、OBC 功率器件与壳体之间导热,兼顾振动与温差 |
| 工业电源 | 整流模块、变压器与机壳之间导热,辅助降低局部温升 |
1. 先算热功耗
确定热功耗与允许温升,反推所需导热系数与界面热阻。
2. 实测间隙
实测装配间隙与公差,选择压缩后仍能填满间隙的厚度。
3. 定硬度
按结构强度选硬度,薄壁件、陶瓷件或脆弱元件宜选较软规格。
4. 确认后道
确认是否需要背胶、覆膜、模切形状,以及阻燃与绝缘要求。
Q:导热垫片和导热硅脂有什么区别?
导热垫片是固态片状材料,厚度可控、可模切、便于自动化装配与返修,适合有一定间隙的界面;导热硅脂是膏状材料,涂覆厚度薄,适合极小间隙。二者选择取决于间隙大小、装配方式与返修要求,参数以实际检测报告为准。
Q:导热系数越高越好吗?
不一定。导热系数是材料本身参数,实际散热效果还受热阻、厚度、压缩率、装配压力与界面浸润情况影响。选型时应同时看导热系数与压缩后的实际厚度,并结合结构做测试验证(以实际检测报告为准)。
Q:厚度怎么选?
以实测最大装配间隙为基准,预留一定压缩量,使垫片在装配压力下被压缩到目标压缩率仍能填满间隙。厚度过大会增加热阻,过小则可能填不满缝隙,具体以结构实测与测试为准。
Q:导热垫片需要背胶吗?
背胶用于预固定,方便自动化贴合与装配定位;是否需要取决于装配工艺。需要注意背胶层会引入额外界面,选型时应把胶层厚度与热影响纳入评估(以实际检测报告为准)。