要弄明白這些問題,首先我們要明白導熱硅膠片材料導熱率(即導熱系數)、熱阻與厚度3者之間的關系,通過傅力葉方程式定律可知:
Q=KA△T/d
R=A△T/Q
其中
Q: 熱量
K: 導熱率(單位:W/m.k)
A:接觸面積
d: 熱量傳遞距離
△T:溫度差
R: 熱阻值
導熱率K是導熱硅膠片本身的固有性能參數,用于描述導熱硅膠片的導熱能力。這個特性跟材料本身的大小、形狀、厚度都是沒有關系的,只是跟導熱硅膠片材料本身的成分有關系。所以同類材料的導熱率都是一樣的,并不會因為厚度不一樣而變化。
將上面兩個公式合并,可以得到 K=d/R。導熱率K是材料本身的固有性能參數,k值不變情況,可以看得出熱阻R值,同材料厚度d是成正比的。也就說導熱硅膠片越厚,熱阻越大。
根據傅力葉方程式定律可以總結出導熱硅膠片導熱率、厚度與熱阻值之間的關系:
1. 同樣的導熱硅膠片材料,導熱率是一個不變的數值,熱阻值是會隨厚度發生變化的。
2. 同樣的導熱硅膠片材料,厚度越大,可簡單理解為熱量通過導熱硅膠片材料傳遞出去要走的路徑越多,所耗的時間也越多,效能也越差。
3. 對于導熱硅膠片材料,選用合適的導熱率、厚度對導熱硅膠片性能有很大影響的。選擇導熱率很高的材料,但是厚度很大,熱阻也會隨之增大,也是會影響導熱硅膠片性能。理想的選擇是:導熱率高、厚度薄,完美的接觸壓力保證較好的界面接觸。
導熱硅膠片的所有熱量都是通過材料從一段傳導到另一端,要達到這樣的條件幾乎是不可能的。通過測試和計算得到的熱阻值實際上是導熱硅膠片材料的熱阻值+接觸面的熱阻值,由于接觸面環境不同,同一材料在不同條件下測得的熱阻值也不同。
導熱硅膠片導熱系數是定值,隨著厚度發生變化的只有熱阻值,導熱硅膠片厚度的選擇范圍很廣,順兆電子可以做到從0.1mm-20mm,厚度越薄,傳導熱量的路徑就越短,熱阻相對越小,導熱速度就越快,導熱效果也就越好;反之,導熱硅膠片厚度越厚,熱阻也就相應增加,導熱效果就越差。
導熱硅膠片多厚比較好?導熱硅膠片厚的好還是薄的好?推薦什么厚度的導熱硅膠片材料給客戶,理論上來講是很困難的一件事情。很難真正的通過一些簡單的數據,來準確計算出選用何種導熱硅膠片合適。更多的是靠測試和對比,還有經驗。測試能達到產品要求的理想效果,就是較為合適的導熱硅膠片。
導熱硅膠片并不能說是厚度越大性能越好,只有適合自己產品的才是最好的,非要說是怎樣的才好,那么導熱率高、厚度薄,完美的接觸壓力保證最好的界面接觸的才是首要的選擇。
非專業的用戶,會關注導熱硅膠片材料的導熱率;專業的用戶,會關注導熱硅膠片材料的熱阻值。實際應用上客戶更多的是關注熱阻,導熱系數不同測試標準之間差異相當明顯,而且部分廠家的數據水份很大。
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