- 已发布 2024年5月2日
- 最后修改 2024年5月2日
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什么是导热垫片?导热垫片类型和导热垫片使用时长介绍
本指南探讨了导热界面材料。它将帮助您了解不同类型的导热界面材料以及您可能需要它们的原因。指南还概述了哪种材料可能更适合您的应用。

导热界面材料非常适合改善导热性能。本指南的目的是提供导热界面材料的简明概述。它探讨了导热垫片、导热脂和导热硅脂之间的区别。这将有助于使用TIMs和选择更适合您应用的材料。
什么是导热界面材料?
导热界面材料(TIMs)可填充两个对接表面之间的微观不规则、表面粗糙度和空气间隙,从而帮助热传导。众所周知,空气是一个较差的导体和高效的绝缘体。因此,导热界面材料旨在通过提供较低的热接触电阻来提高热传导效率,并提供更好的冷却效果。
界面材料的导热性能在很大程度上将决定其导热性能。高导热性将确保良好的热传递,提供所需的散热水平和更有效的冷却解决方案。
合适的导热界面材料应具有以下特性:
- 高柔韧性
- 良好的绝缘性能
- 高可压缩性
- 良好的导热性
导热界面材料可以采用导热垫片、导热脂或导热硅脂等各种形式。它们通常易于处理和设置,可根据各种应用需求提供多种厚度选择。
为什么需要使用导热垫片?
导热垫片的目的是填补因需要密切接触的不完全光滑或平坦表面引起的空气间隙。相反,在完全平坦或光滑的表面之间不需要导热垫片。导热垫片将传导热量,防止过热和任何潜在的损坏。
导热垫片具有以下优点:
- 易于按所需尺寸裁剪
- 易于处理
- 没有抽水或干燥
- 提供各种不同厚度选择
- 不受湿度和恶劣环境的影响
导热垫片存在以下缺点:
- 可能发生层状剥离
- 其导热性能低于导热硅脂
- 可能会引起机械应力
- 与导热硅脂相比,它们在填补表面不规则性方面效果较差
- 为了实现理想性能,可能需要夹紧
何时应该使用导热垫片?
导热垫片可以在许多不同的应用中使用,包括:
- 散热解决方案
- 加热管道
- 控制单元
- 存储芯片
- 微处理器
- 发动机和汽车
- 电源面板
有效电阻

有效电阻是在界面上导热传导的总体阻力。如右侧的方程所示,它定义如下。
- R 有效:粘结层厚度
- k TIM:TIM的导热性能
- A:接触面积
- R c1:第一表面界限处的TIM接触电阻
- R c2:第二表面界限处的TIM接触电阻
有效电阻的某些组成部分,如接触电阻,可能难以计算。然而,如果您了解有效电阻,可以最小化它们。
其他考虑因素包括:
- 导热界面应该尽可能具有最小的有效电阻。有效电阻越低,界面上的热传递就越好
- 结合线厚度(BLT)越薄,热传递就越好
- 为了提高导热性能,TIM应具有高导热性能
- 为了填补空隙,材料应具有尽可能高的压缩模量。较软的材料将会变形以填补不规则性,从而提高热传递。相比之下,更坚固的材料可能更适合用于两个平坦、光滑表面之间的使用,因为可以施加更高的夹紧压力而不会过度变形。
- 夹紧压力应尽可能高,具体取决于所使用的TIM的类型。通过在较高压力下将TIM强行压入表面间隙或不规则性,可以提高热传递效果。
导热垫片的类型
术语“导热垫片”通常可用于指任何非流体热界面材料。这意味着在这个类别中包括几种不同类型的产品:
- 导电导热垫片:这些垫子没有电气绝缘层,这意味着热量和电流都可以在两个表面或设备之间传输。它们通常是最薄的导热垫片材料之一。
- 非导电导热垫片:这些垫子促进热量传输而不具有电导性。它们通常较厚以包含电气绝缘材料,这也意味着它们在热方面的效果略逊一筹,因此只有在对电气隔离的需求重要时才应使用。
- 适用于匹配良好表面的导热垫片:这些垫可以是电导或非电导的,但它们专为相对光滑、匹配良好的表面设计。它们比适用于不匹配表面的同类产品更薄,更轻。
- 适用于不匹配表面的导热垫片:这些垫专为填补部件之间的不规则或大的间隙而设计。它们通常又厚又实,这意味着它们不适用于需要更好热传递的匹配良好表面上使用。
导热垫片的使用寿命如何?
随着时间的推移,导热垫片会逐渐退化,应考虑性能降低的可能性。这种退化的频率将取决于多个影响因素,例如它们所受到的热量以及在何种环境中。
导热材料性能降级的几个原因有:
- 随时间的自然降解
- 干燥 - 用于描述由于粘性降低而防止垫子在热膨胀和收缩过程中移动以保持与表面接触的术语。
- 挤出 - 一个用于描述由于热膨胀和收缩过程而导致热界面材料被挤出的术语。尽管这个问题不会影响导热垫片,但它可能会影响其他热界面材料,比如导热硅脂和导热脂。
然而,值得注意的是,导热垫片是一个一站式解决方案。如果散热器从安装位置中取下,垫子将需要更换。这是因为操作中心处理器的热量会导致导热垫片适应顶部,如果散热器被取下,就会在表面之间形成新的间隙。
导热垫片和导热硅脂之间有什么区别?
导热垫片和导热硅脂都提供许多优点,但在某些应用或环境中选择哪种更好的解决方案可能会很困难。在导热垫片和导热硅脂之间做选择时,哪种是更好的解决方案?
导热硅脂将贴合其所涂覆的表面,填补材料中所有的不一致性,去除任何气隙。这将提高热导率和热传递,因为导热硅脂有效地形成了一个涂层,覆盖在组件之间的表面上。相比之下,导热垫片提供类似的功能,但可能不会消除最微小的气隙。导热硅脂可以适应表面的纹理,而垫子会压缩到表面,只是覆盖面不会像导热硅脂那样紧密。
另一个区别在于应用的便捷性。导热垫片相对来说比较简单易用。它们通常有粘性底部,必须剥离,然后简单地放置到位置上。而对于导热硅脂,施加必须精确确保区域完全覆盖并避免将膏涂抹到不需要涂抹的地方。
最后,必须考虑解决方案的耐用性和长寿性。由于导热垫片所用材料的原因,它们的寿命是有限的。确切的寿命会根据垫子的质量以及应用和环境等外部因素而有所变化,但重要的是要意识到导热硅脂通常比导热垫片更耐久。
然而,在降温方面,这两种选择都是很好的解决方案。在大多数标准应用中,使用导热垫片或导热硅脂可能只会有大约半度的差异。
导热硅脂

导热硅脂是另一种热界面材料形式。它是一种软的、室温下使用的物质,用于更有效地将热量从处理器传输到散热器。
这些产品是非固化的,应该以薄层涂抹以帮助热传导。导热硅脂由于其特性也很容易流动,因此在施加过程中应注意避免弄脏或污染。
有不同类型的导热硅脂可用:
- 陶瓷基
- 金属基
- 碳基
- 液态基
导热硅脂具有以下优点:
- 无需固化
- 高热导率
- 由于低粘度,可以有效填充表面不规则性
- 不会发生分层
导热硅脂具有以下缺点:
- 使用会比较麻烦
- 由于热循环导致挤出和相分离
- 很难控制厚度
- 材料会随着时间干燥
- 多余的导热硅脂可能会流到组件边缘以外