散熱膏

散熱膏(Thermal grease)也稱為導熱膏,是一種導熱性良好(但多半不導電)的膏狀物質,一般會用在散熱片和熱源(例如高功率的半導體元件)的界面上。散熱膏的主要作用是去除界面部位的空氣或是間隙(空氣導熱性不佳),以讓熱傳導量可以增到最大。散熱膏是一種熱界面材料

散熱膏和導熱膠不同,散熱膏本身無法將散熱片和熱源粘合到一起,因此需要有其他機械式的固定機構(例如螺絲)以固定散熱片和熱源,並且在界面部分施加壓力,使散熱膏可以分散在界面的各個部分。

基本介绍

  • 中文名:散熱膏
  • 別名導熱矽脂
  • 成分:矽油加填料
  • 特點:優良的耐熱性、電絕緣性
原理,特性,成分,填料特性,相關條目[編輯],

原理

矽膏填料為磨得很細的粉末,成份為氧化鋅/氧化鋁/氮化硼/碳化矽/鋁粉等(就是我們平時看到的白色的東西)。矽油保證了一定的流動性,而填料填充了CPU和散熱器之間的微小空隙,保證了導熱性。而由於矽油對溫度敏感性低,低溫不變稠,高溫下也不會變稀,而且不揮發,所以能夠使用比較長時間。
散熱片CPU之間傳熱主要通過傳導途徑,主要通過散熱片與CPU之間的直接接觸實現。導熱矽脂的意義在於填充二者之間的空隙接觸出更加完全。如果矽脂使用過量,在CPU和散熱片之間形成一個矽脂層,則散熱途徑變為CPU---矽脂---散熱片。矽脂的導熱係數約1~2W/(mK),而鋁合金的散熱片在200W/(mK)以上,在此情況下矽脂成了阻礙傳熱的因素。因此塗抹矽脂一定要適量,剛剛在CPU核心上塗上薄薄一層就可以了。
某些高檔導熱矽脂使用銀粉或鋁粉作為填料,是利用了金屬的高導熱性,但是相對來說金屬顆粒比較大,填充效果較差,其性能提高幅度並不大,而且使矽脂具有導電性,使用不當容易造成短路。
需要說明的是
矽油的“不易揮發”是相對的,使用時間較長後,某些質量較差矽油也會因微小的散失而變乾。
合魔特友情提醒,矽油的分離的時間是鑑別散熱膏好差的一個重要指標。

特性

散熱膏是作為傳遞熱量的媒體以聚矽氧烷為基礎,輔以高導熱填料,無毒無味無腐蝕性,化學物理性能穩定既具有優異的電絕緣性又具有優異的導熱性,同時具有耐高低溫,能在 -60 0 C~250 C的溫度範圍內 , 長期工作且不會出現風乾硬化或熔化現象.主要用於填充發熱體與散熱片之間的空隙,提高散熱效果。

成分

散熱膏會包括聚合物的液態基質,以及大量不導電但是導熱的填料(filler)。典型的基質材料有矽氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸酯聚合物、熱熔膠及壓感類的粘著劑。填料多半會是氧化鋁氮化硼氧化鋅氮化鋁也越來越多用在填料上。填料的比例可能會多到散熱膏重量的70–80 wt%,可以提升熱導率從基質的0.17–0.3W/(m·K),到約2W/(m·K)。
含銀的散熱膏其熱導率可以到3 to 8 W/(m·K)或是更高。不過含金屬的散熱膏會導電,而且有電容性,若流到電路上,可能會導致電路誤動作甚至短路損毀。

填料特性

成分熱導率(300 K時)
(WmK)
電阻率(300 K)
(Ωcm)
熱膨脹係數
(10K)
參考資料
20 ‒ 2000
10‒ 10
0.8 (15 – 150 °C)
418
1.465 (0 °C)
100 ‒ 170
> 10
3.5 (300 – 600 K)
100
> 10
4.9
25.2

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