【经验】采用导热硅脂Tgrease 300X与导热垫片Tflex HD300在散热方案设计中的区别

时间： 2019-02-02 来源：世强

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导热垫片和导热硅脂的应用都非常广泛，每个工程师在进行散热方案设计时都有各种各样的考量，不能定论某种应用环境一定要用导热垫片或导热硅脂，但了解导热垫片和导热硅脂的区别，才能选择适合自己应用的散热方案。本文以导热系数比较接近的导热硅脂Tgrease 300X与导热垫片Tflex HD300分析导热硅脂与导热垫片应用区别。

导热硅脂和导热垫片的直观上的区别就不用多说，导热硅脂呈膏状，具有一定的流动性，导热垫片为固体，具有较好的弹性和可压缩性。导热原理都是增大导热接触面积达到降低热阻的效果，而温差=热阻*功率，工程师依据温差，确定导热性能是否在可接受的范围，也是产品能够正常共工作的直观依据。

图1 Tgrease 300X参数

图2 Tflex HD300参数

一般情况下，热传导界面存在极细微的凹凸不平的空隙，它们间的实际接触面积只有散热器底座面积的约10%，其余均为空气间隙。因为空气热导率只有0.024W/(m·K)，是热的不良导体，将导致电子元件与散热器间的接触热阻非常大，严重阻碍了热量的传导，热传导示意图如图3左侧。热量堆积，导致发热器件（模块）温度急剧升高，最终影响产品的正常工作。而增加了导热硅脂或导热垫片，其导热示意图如图3右侧，可以达到很好的导热效果。

图3 热传导示意图

导热硅脂和导热垫片应用区别主要体现导热性能、操作便捷性、应用、价格成本方面。

如果我们只是从产品导热性能的角度来说，当然是导热硅脂比较好。因为我们都知道导热硅脂是膏状的液体，只要轻轻涂上一层很薄的导热膏，所以这样的热阻就很低。另外导热硅脂的润湿性能可以很好地挤走空气。提高其本身的导热性能。相反，导热垫片就比较难达到这个低热阻的效果。一般来说，考虑到薄的导热垫片的力学性能，往往会在薄制品中加入玻璃编织布支撑，导热垫片的厚度极限约0.3mm，相比于导热硅脂约0.08mm的厚度，能够达到的热阻显然更大，所以单从产品散热导热的角度来说，导热硅脂明显的要好于导热硅胶垫片。

以100W功率模块，散热面积100mmX100mm，涂抹0.1mm厚度的导热硅脂Tgrease 300X计算，其发热界面与散热界面的温度差约0.33℃。而使用0.5mm厚度的Tflex HD300，计算得到温度差约1.85℃。所以，导热性能方面，导热硅脂更好。

但如果我们从导热材料操作便捷性上来说的话，就是导热硅胶垫片占优势了。因为导热硅脂本身在涂抹的时候比较难涂抹均匀，并且粘度的大小直接影响操作性，长时间使用导热膏会出现渗油现象从而会污染器件，有可能会造成短路失效。而导热垫片却能根据产品各种结构需求做成了不规则的片材，而且本身就比较均匀了，贴上就可以用，非常方便。在导热性能要求不是特别高的情况下，导热垫片是更好的选择。

应用上的区别主要是导热垫片厚度可以更厚，加上其本身具有一定的弹性和可压缩性，在发热界面与散热界面缝隙比较大或发热界面存在较大的公差时，使用导热垫片就可以很好的弥补高度差带来的散热问题。相比于导热硅脂，导热垫片还有不变干、不挥发的特点，可靠性更高，适用于高可靠性应用。

价格成本方面，导热硅脂相比导热垫片是比较有优势，但是由于导热硅脂在生产操作上的复杂程度带来的额外成本考虑，成本需要根据实际情况进行考量，不能说导热硅脂成本更低。

导热硅脂被广泛用于电子、电器、无器件的散热，填充或涂覆，以导出元器件产生的热量。如CPU与散热器填隙、大功率三极管、可控硅元件、二极管与基材（铝、铜）接触的逢隙处的填充、视机功放管及散热片之间、半导体制冷等，降低发热元件的工作温度。导热垫片根据不同的应用产品特性被广泛应用于LED行业使用、电源行业、通讯行业、汽车电子行业、PDP /LED电视的应用、家电行业等等，都是比较成熟的热解决方案，工程师们可以根据设计需要选用。

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荆州 Lv6. 高级专家 2019-05-13

不错
刹那芳华 Lv8 2019-03-28

非常好
大王小王 Lv7 2019-03-13

受用了！
行行摄摄 Lv7. 资深专家 2019-02-02

学习一下
棒棒猫 Lv6. 高级专家 2019-02-02

kanle bucuo

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