13 導(dǎo)熱絕緣材料的選用方法和原則
13.1 導(dǎo)熱絕緣材料的作用
導(dǎo)熱絕緣材料是元器件與散熱器安裝時(shí)必不可少的一種重要材料，在器件與散熱器之間
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起填充作用，它可以只取導(dǎo)熱作用，也可以兼有導(dǎo)熱和絕緣兩種作用。
13.2 導(dǎo)熱絕緣材料的成分
導(dǎo)熱絕緣材料一般由基片/基材及填充料構(gòu)成，基片/基材主要是為了物理加強(qiáng)，提高介電強(qiáng)度，基片/基材的種類有玻璃纖維、聚脂、硅橡膠或它們的組合；填充料是為了改善導(dǎo)
熱絕緣材料的導(dǎo)熱性能而填入的高導(dǎo)熱性能物質(zhì)，如Al2O3、BN，BeN 等。
13.3 導(dǎo)熱絕緣材料的性能參數(shù)
13.3.1 導(dǎo)熱系數(shù)W/m.K
導(dǎo)熱系數(shù)越大表示，表示導(dǎo)熱性能越好，其測(cè)試方法按ASTM D5470 進(jìn)行。
13.3.2 熱阻℃-cm2/W
其值越小，表示導(dǎo)熱性能越好，它主要取決于下列幾個(gè)因素：配合表面的平面度和平滑度；兩者之間的接觸壓力；導(dǎo)熱絕緣材料的厚度、導(dǎo)熱系數(shù)和一致性。
13.3.3 連續(xù)使用溫度
其值要符合產(chǎn)品的使用環(huán)境范圍。
13.3.4 擊穿電壓
當(dāng)需要考慮器件和金屬散熱器之間的電氣絕緣時(shí)，必須考慮導(dǎo)熱絕緣材料的擊穿電壓，該值按照ASTM D149 規(guī)定進(jìn)行測(cè)量。擊穿電壓值愈大，材料的耐壓程度就愈好。影響導(dǎo)熱絕緣材料擊穿電壓的影響，包括材料的厚度、接觸表面的面積、溫度、濕度、作用在絕緣材料上的機(jī)械應(yīng)力、存在局部放電等。
13.3.5 耐潮濕，耐酸霧、鹽霧性能
13.4 導(dǎo)熱絕緣材料的種類
13.4.1 導(dǎo)熱不絕緣材料
（1）普通白色硅脂油
其成份為碳矽膠狀化合物，它的導(dǎo)熱效果一般，用在沒(méi)有絕緣要求的場(chǎng)合，主要是填充元器件與散熱器間的微小間隙，減少元器件與散熱器的熱阻，提高導(dǎo)熱效果。
（2）銀硅脂油
其成份為氧化銀或銀粉的膠狀化合物，它的導(dǎo)熱性能較好，有較好的導(dǎo)熱效果，用在沒(méi)有絕緣要求的場(chǎng)合。主要是填充元器件與散熱器的微小間隙，減少元器件與散熱器的熱阻，提高導(dǎo)熱效果。
（3）替代硅脂或硅油的導(dǎo)熱材料
其成份為硅膠加鋁箔、硅膠加石墨和聚合物加鋁箔。它有較好的導(dǎo)熱效果，適合于較大間隙的填充，用在沒(méi)有絕緣要求的場(chǎng)合，且可徹底解決硅脂或硅油不易清理，影響美觀，易結(jié)灰塵，且揮發(fā)物會(huì)腐蝕電極接頭的缺點(diǎn)。
13.4.2 既導(dǎo)熱又絕緣材料
13.4.2.1 替代硅脂或硅油的導(dǎo)熱絕緣材料
該材料具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，適用于替代硅脂或硅油來(lái)填充散熱器與元器件的空氣間隙，且有絕緣要求的場(chǎng)合。
13.4.2.2 免涂硅脂或硅油的導(dǎo)熱絕緣材料
該材料既具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，有具備一定絕緣強(qiáng)度，且填充物為硅膠，質(zhì)較軟，在一定壓力下，能夠填充滿空氣間隙，從而可以完全不用硅脂或硅油。

13.4.2.3 免涂硅脂或硅油的導(dǎo)熱絕緣材料，且雙面附膠
該材料既具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，有具備一定絕緣強(qiáng)度，且填充物為硅膠，質(zhì)較軟，材料兩面都附有粘膠，適用于有些器件與散熱器間無(wú)法實(shí)施緊固的場(chǎng)合。膠可以保證器件、導(dǎo)熱絕緣材料及散熱器三者緊密結(jié)合，從而降低接觸面的接觸熱阻。
13.4.2.4 形狀適應(yīng)型空氣間隙填充材料
該材料較軟，具有形狀適應(yīng)性，能夠填充滿PCB 板與散熱器或外殼間的空氣間隙，適應(yīng)與PCB 與外殼之間，元器件與外殼間的熱傳遞。
13.5 導(dǎo)熱絕緣材料的使用方法
13.5.1 導(dǎo)熱不絕緣材料的使用方法
（1） 確定使用的散熱器后,請(qǐng)保持散熱器的底部干凈.然后按點(diǎn)導(dǎo)熱膏在散熱片的中間位置；
（2） 用膠袋隔著手指,擦拭散熱片.這是為了讓導(dǎo)熱膏的"微粒"滲入散熱片的紋路里面.這一做法對(duì)較為粗糙的散熱器更有幫助；
（3） 把多余的導(dǎo)熱膏擦去，導(dǎo)熱膠不能太多，太多會(huì)增加散熱片和芯片間的熱阻，影響導(dǎo)熱效果；
（4） 裝上散熱器。注意:為了確定做到更好,請(qǐng)一步到位安裝上去.盡量不要安裝上去后,再拆下來(lái)看看是否接觸良好。
13.5.2 需要緊固的導(dǎo)熱絕緣材料使用方法
（1） 用棉球或棉布沾上酒精/異丙基溶劑，擦干凈散熱器表面；
（2） 將導(dǎo)熱絕緣材料放在散熱器（或元器件）上，并把元器件（或散熱器）放在上面（3） 緊固器件，緊固力矩為12－14Kg.cm。
13.5.3 不需要緊固的導(dǎo)熱絕緣材料使用方法
（1） 用棉球或棉布沾上酒精/異丙基溶劑，擦干凈散熱器/器件表面；
（2） 撕下透明保護(hù)膜，注意手指不要觸及膠面。將其貼在散熱器（或元器件）上，從接觸面積中心向四周用力輕壓5 秒，以使粘接牢靠；
（3） 再撕下另外一層保護(hù)膜，按上述同樣的方法使膠帶與器件（或散熱器）粘接牢靠。
14 熱管及其應(yīng)用
14.1 熱管簡(jiǎn)述
14.1.1 熱管的構(gòu)成如下圖10 所示，主要包括三個(gè)部分：外殼、工作流質(zhì)和毛細(xì)吸液層。
通常外殼材料為純銅；工作流質(zhì)為純凈水（對(duì)于其他用途的熱管，工作流質(zhì)也可為其它種類），含量很少；根據(jù)熱管內(nèi)部毛細(xì)層的不同，常見(jiàn)的熱管可分為纖維型、溝槽型、篩網(wǎng)型和燒結(jié)型，其中溝槽型和篩網(wǎng)型應(yīng)用最廣，各種類型熱管的優(yōu)、缺點(diǎn)如下表6 所示。

14.2 熱管的應(yīng)用熱管應(yīng)用的場(chǎng)合
（1） 將熱管打扁，嵌入散熱器的底部，利用其超高的導(dǎo)熱能力來(lái)解決高功率密度造成的熱收縮效應(yīng)；
（2） 將熱管折彎，與外部散熱器相聯(lián)結(jié)，可解決在設(shè)計(jì)空間受到限制的情況下，大熱耗器件（芯片）的散熱問(wèn)題。
14.2.2 熱管應(yīng)用的注意事項(xiàng)
（1） 熱管盡可能少打扁和折彎，必須折彎時(shí)，折彎半徑盡可能大；
（2） 熱管與散熱器（肋片）的聯(lián)結(jié)，一般用焊接，盡可能不用過(guò)盈配合。焊接時(shí)，一般用低溫錫焊；
（3） 當(dāng)熱管散熱器用在戶外產(chǎn)品中，直接暴露在空氣中時(shí)，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐扛蔡幚怼?br /> 15 戶外機(jī)柜的熱設(shè)計(jì)
15.1 戶外設(shè)備的特點(diǎn)與熱設(shè)計(jì)方案
15.1.1 戶外設(shè)備的特點(diǎn)
1 戶外設(shè)備必須具有IP 防護(hù)功能，通常設(shè)計(jì)為IP55 防護(hù)等級(jí)；
2 戶外設(shè)備要求比戶內(nèi)設(shè)備具有更高的可靠性，以盡可能減少設(shè)備維護(hù)次數(shù)，甚至免維護(hù)（哪怕是更換防塵網(wǎng)）；
3 戶外設(shè)備通常借用戶內(nèi)設(shè)備的單板和模塊，因而其熱設(shè)計(jì)常針對(duì)整機(jī)進(jìn)行，通過(guò)熱設(shè)計(jì)手段為機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備提供合適的工作環(huán)境。
15.1.2 戶外設(shè)備的分類
1 按設(shè)備防護(hù)特點(diǎn)分，可分為開(kāi)放式戶外設(shè)備和密封式戶外設(shè)備。
2 開(kāi)放式戶外設(shè)備可將環(huán)境空氣引入設(shè)備內(nèi)部，需對(duì)環(huán)境空氣進(jìn)行過(guò)濾或?qū)CB 進(jìn)行涂覆。涂覆設(shè)備無(wú)法適應(yīng)低溫環(huán)境，特殊防塵網(wǎng)設(shè)備對(duì)環(huán)境要求較高（尤其是空氣含塵不能太高，例如沙漠地區(qū)）。
15.1.3 戶外設(shè)備的熱設(shè)計(jì)方案

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