导热膏、粘合剂、化合物和绝缘热界面——目的和应用

为了提高从需要有效冷却的表面到设计用于回收该热量的设备的热传递质量，使用了所谓的热界面。

热界面是一层，通常是多组分导热化合物，通常是糊状物或化合物。

当今最流行的热接口是用于计算机中微电子元件的热接口：用于处理器、视频卡芯片等。热接口广泛应用于其他电子产品，其中功率电路也经历高热，因此需要高效和高质量的冷却......热接口也适用于所有类型的供热系统。

以一种或另一种方式，各种导热化合物用于电力电子、无线电电子、计算和测量设备的生产，以及带有温度传感器的设备等，即通常有被工作电流加热的组件或通过其他方式。具有良好的散热性。今天有以下形式的热界面：糊状、胶水、化合物、金属、垫圈。

导热膏

导热膏或简称导热膏是现代导热界面的一种非常常见的形式。它是一种多组分塑料混合物，具有良好的导热性。导热膏用于降低两个接触表面之间的热阻，例如芯片和散热器之间的热阻。

得益于导热膏，散热器和冷却表面之间的导热率较低的空气被导热率明显更高的膏体所取代。

最常见的俄罗斯制造的焊膏是 KPT-8 和 AlSil-3。 Zalman、Cooler Master 和 Steel Frost 膏体也很受欢迎。

对导热膏的主要要求是它具有尽可能低的热阻，随着时间的推移和在整个工作温度范围内稳定地保持其特性，易于涂抹和清洗，在某些情况下它有合适的才有用 电绝缘性能.

导热膏的生产与使用最好的导热组分和导热系数足够高的填料有关。

基于钨、铜、银、金刚石、锌和氧化铝、铝和氮化硼、石墨、石墨烯等的微分散和纳米分散粉末和混合物。

糊状物中的粘合剂可以是矿物油或合成油、各种混合物和低挥发性液体。存在粘合剂在空气中聚合的导热膏。

碰巧为了增加膏体的密度，在其成分中加入易汽化的成分，使得膏体在涂抹时呈液态，然后变成具有高密度和导热性的热界面。这种类型的导热性组合物具有在正常操作5至100小时后达到最大导热性的特性。

有在室温下呈液态的金属基糊剂。这种浆料由纯镓和铟以及以它们为基础的合金组成。

最好和最昂贵的浆料是用银制成的。基于氧化铝的浆料被认为是最佳的。银和铝为最终产品提供了最低的热阻。陶瓷基糊剂更便宜，但效果也较差。

最简单的导热膏可以将普通石墨铅笔的铅粉混合在砂纸上摩擦几滴矿物润滑油制成。

如上所述，导热膏的常见用途是在电子设备中用作热界面，需要并应用在发热元件和散热结构之间，例如处理器和冷却器之间。

使用导热膏时要注意的主要事项是将层的厚度保持在最低限度。为此，必须严格遵守粘贴制造商的建议。

在两个部件的热接触区域涂上一点糊状物，然后在将两个表面压在一起的同时简单地弄碎。因此，糊状物将填充表面上最小的凹坑，并有助于形成均匀的环境，以便将热量分布和传递到外部。

导热硅脂适用于冷却电子设备的各种组件和组件，其热释放高于特定组件的允许值，具体取决于特定外壳的类型和特性。开关电源的微电路和晶体管、​​图片灯设备的线性扫描仪、声学放大器的功率级等。它们是使用导热膏的常见地方。

热转印胶

当由于某些原因无法使用导热胶时，例如由于无法用紧固件将组件紧密地压在一起，他们求助于使用导热胶。散热器简单地粘在晶体管、处理器、芯片等上。

连接结果是密不可分的，因此需要高度精确的方法并遵守正确和高质量粘合的技术。如果违反该技术，热界面的厚度可能会变得非常大，并且接头的导热性会恶化。

导热灌封混合物

当除了高导热性外，还需要气密性、电气和机械强度时，冷却模块只需填充可聚合混合物，该混合物旨在将热量从加热组件传递到设备外壳。

如果冷却模块必须散发大量热量，那么化合物还必须具有足够的耐热性和热循环性，并能够承受模块内部温度梯度产生的热应力。

低熔点金属

基于用低熔点金属焊接两个表面的热接口越来越受欢迎。如果该技术应用得当，有可能获得创纪录的低热导率，但该方法复杂且存在许多局限性。

首先，有必要根据材料对配合面进行定性准备以进行安装，这可能是一项艰巨的任务。

在高科技行业中，可以焊接任何金属，尽管其中一些需要特殊的表面处理。在日常生活中，只有适合镀锡的金属才会被定性结合：铜、银、金等。

陶瓷、铝和聚合物根本不适合镀锡，它们的情况更复杂，在这里不可能实现零件的电流隔离。

在开始焊接之前，必须清除未来要连接的表面上的任何污垢。重要的是要有效地清除腐蚀痕迹，因为在低温下助焊剂通常无济于事。

通常使用酒精、乙醚或丙酮进行机械清洁。为此，有时会在热接口封装中使用硬布和酒精擦拭布。必须戴手套进行这项工作，因为手上的油脂肯定会降低焊接质量。

焊接本身必须加热并符合制造商指定的强度。一些工业热接口要求将连接部件强制预热至 60-90 °C，这对一些敏感的电子元件来说可能是危险的。初始加热通常用吹风机完成，然后通过工作装置的自加热完成焊接。

这种类型的导热接口以熔点略高于室温的荣耀箔形式以及糊状形式出售。例如，箔形式的菲尔兹合金的熔点为 50°C。糊状的加林斯坦在室温下熔化。与箔不同，焊膏更难使用，因为它们必须很好地嵌入要焊接的表面，而箔只需要在组装过程中适当加热即可。

绝缘垫片

在电力电子产品中，通常需要传热元件和散热元件之间的电气隔离。因此，当导热膏不适用时，可使用硅胶、云母或陶瓷基板。

柔性软垫由硅胶制成，硬垫由陶瓷制成。有基于覆盖有薄陶瓷层的铜或铝板的印刷电路板，其上涂有铜箔痕迹。

通常这些是单面板，在轨道的一侧，另一侧有一个用于连接散热器的表面。

此外，在特殊情况下，生产功率元件时，外壳的金属部分会立即覆盖一层环氧树脂。

热界面的使用特点

在应用和移除热界面时，必须严格遵循其制造商以及冷却（冷却）设备制造商的建议。在使用导电热界面时要特别小心，因为它的多余部分会进入其他电路并导致短路。