【技术】导热材料选型之导热系数和热阻的关系

时间： 2017-06-15 来源：世强作者：沙河之西

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热管理是电子行业，尤其是汽车电子，光电，消费电子等领域中新一代产品的关键设计难点，热管理过程的目标就是从半导体与周围环境的结合部分有效散热。

对于界面材料的热传导，一般按一维来处理，其热传导过程可用傅立叶方程（热传导的基础理论）描述：

P＝K*A*△T/△X ——（1）
P：热源功率，单位w
K：导热系数，单位w/m•k
A：有效接触面积，单位m²

△X：壁面的有效接合厚度，单位m
△T：热量流入面与流出面之间的温差，单位℃

热阻：表示单位面积、单位厚度的材料阻止热量流动的能力，描述为：
R＝△T/P＝△T /（K*A*△T /△d）＝ △X/ （K*A）——（2）

导热系数是描述材料导热能力的一个物理量，为单一材料的固有特性，与材料的大小、形状无关。指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，℃），在1秒钟内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米•度（w/（m•K））。

而对于采用玻璃丝网或聚合物膜加固的界面材料，由于其导热系数取决于不同材料层的相对厚度及导热的方向性能，所以用相对导热系数来表征材料的导热性能更合适。

导热系数和热阻用来描述热量进入材料中后在材料中的传递。由于实际表面永远不会绝对的平坦或光滑。因此，表面和材料之间的接触面也可能会产生对热流的阻力。图1所示，微观尺度上的表面不规则和宏观尺度上的表面扭曲。

图1：物体实际接触表面与热流动微观图

实际接触在高点发生，凹陷处会形成空气间隙。空气是热的不良导体，其间隙会抵抗热流动，使得更多的热从接触点流过。这种限制阻力叫表面接触阻力，可在所有相互接触表面上发生。

对于导热界面材料，用特定装配条件下的热阻抗来表征界面材料导热性能的好坏更合适，热阻抗定义为其热阻和与接触表面间的接触热阻之和，表示如下：两个相互接触的表面及流过界面的热流公式

Z^θ=d/（K•A）+Ri ——（3）

表面平直度、表面粗糙度、紧固压力、材料厚度和压缩模量将对接触热阻产生影响，而这些又与实际应用条件有关，所以界面材料的热阻抗也将取决于实际装配。

在实际应用中影响热阻抗影响的因素有：
1）接触面积A：接触面积增加，装配热阻减小。
2）材料厚度d：绝缘厚度增加，材料的装配热阻增大。
3）装配压力（Pressure）：在理想条件下，装配压力增加，热阻减小，但压力增加到一定值后，热阻减小的幅度很小，该点的压力则为材料的最佳压力值。
4）装配热阻的大小还跟测试方法有关。

由于这些影响因素在不同的应用中可能会有所不同，材料的热阻抗也将会随应用的不同而变化。所以，导热界面材料的选择不能单独看到热系数或热阻，要根据实际应用环境，比如间隙大小，装配压力等作出合适的决定。因此我们要综合考虑材料的导热系数和硬度，厚度。

世强代理了知名导热产品品牌LAIRD（莱尔德科技），供应丰富的导热系数、硬度、厚度的导热界面材料产品组合，为用户提供多样的优质选择。

表1：热门导热界面材料型号

更多Laird（莱尔德科技）导热界面材料请访问：
http://www.sekorm.com/doc/40934.html

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大王小王 Lv7 2019-04-04

收藏学习
刹那芳华 Lv8 2019-03-27

基础知识，得好好学习
伏藏 Lv3. 高级工程师 2019-01-23

厉害厉害
Jin Lv8. 研究员 2019-01-23

好东西！
伍伍 Lv7. 资深专家 2019-01-22

学习学习

用户95404288 Lv8. 研究员 2019-01-20

学习
用户97443308 Lv8. 研究员 2019-01-19

学习
NASA911 Lv8. 研究员 2019-01-17

学习了
V766 Lv7. 资深专家 2019-01-17

学习了
混世小魔王 Lv4. 资深工程师 2019-01-15

厉害了

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型号- 21-430H,21-212G,21-741F,21-361N,21-2系列,21-4XX-AB-YYY-ZZZZ,21-943P,21-8系列,21-117,21-815H,21-1800,21-232,21-870,21-3140H,21-361Z,21-112,21-233,21-380D,21-360D,21-340E,21-250,21-340B,21-760F,21-4,21-2,21-725G,21-1,21-830D,21-725,21-745H,21-880,21-881,21-230SF,21-240,21-361,21-120,21-8,21-321,21-943A,21-9XX-AB-YYY-ZZZZ,21-XXXX-AB-YYY-ZZZZ,21-320LD-032-150G,21-335H,21-943GS,21-937P,21XXX-AB-YYY-ZZZZ,21-3135D,21-361-032-150G,21-XXX-AB-YYY-ZZZZ,21-460H,21-217,21-233HA,21-1500,21-130,21-XXX-AB-YYY-ZZZZZ,21-430SF,21-361-062-800G,1-320LD-062-800G,21-3XX-AB-YYY-ZZZZ,21-390,21-270,21-320LD,21-1系列,21-7XX-AB-YYY-ZZZZ,21-869,21-381H2,21-220,21-780,21-937A,21-335A,21-420

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景图（Gentone）导热凝胶/导热垫片/绝缘垫片/相变导热材料/储热材料选型指南

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型号- RDP-08020,HRGP 系列,LBGP-03040,ZGP-03060,LBGP-05060,RDP-08025,NSGP 系列,RGP-03055,RGP-02040,PCGP-03000,LBGP-08065,RDP-12010,RDP2-02060,IGP-02040,RSG-01500,RDP 系列,RGP-03060,GTHZ-110 110J,RGP-07025,RGP-03025,RGP-06050,HRGP-06050,RSG-03000,RDP2,LVGP-08065,CUF105+,PCGP,RDP2-06060,IGP-02041,RDP-09010,CUF106,RDP-06015B,RGP-02060,IGP-03045,IGP 系列,CUF109,CUF108,CUF107,RDP-02060,NSGP,LBGP 系列,RDP-06020,HRGP-02050,LVGP,HRGP,RGP-12070,LVGP-05060,PCGP-05000,RDP-06015Y,LVGP-03040,RDP2 系列,RDP,CUF110,PCGP 系列,GTHZ-110,RSG-05000,RGP-03045,HRGP-03050,IGP,RDP-03530,RDP2-09070,NSGP-02060,NSGP-03070,LBGP,RDP2-03570,LVGP 系列

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【选型】Laird（莱尔德）导热界面材料选型指南

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型号- TGARD 20,TGARD K52-3,TGREASE 980,TGARD K52-2,TGARD K52-1,TFLEX HD400,TPAM 750,TPAM HP105,TFLEX HD90000,TPAM 900,TPLI 200,TGARD 400,HTD04,HTD06,TGARD 3000,TPAM 780,HTD03,TPAM 580,TPUTTY 502,TGARD TNC-4,TPAM 780SP,TGARD 230,TGON 9070,TGREASE 300X,TPUTTY 508,TFLEX CR200,TPAM 580SP,TFLEX 600,TGARD 5000NT1,TFLEX UT20000,TGON 9100,TGON 9025,TGREASE 880,TGREASE 1500,TFLEX HD300,TFLEX HD700,TFLEX P300,TFLEX P100,TFLEX SF600,TFLEX SF800,TPAM 580S,TGARD 300,TGARD 220,TGARD 100,TGARD 500,1KA06,TGON 9017,1KA08,1KA04,TGARD 5000,TGREASE 2500,TPAM 200SP,TPUTTY 403,TPUTTY 607,SLIM TIM 10000,TFLEX 300,TFLEX HR400,TGON 9040,TGARD 210,TMATE 2900,TFLEX 300TG,TFLEX HR600

选型指南 - LAIRD PDF 中文下载

冠旭新材吸波材料/导热界面材料/吸波导热材料选型指南

描述- 冠旭新材成立于2015年，专注于电子设备电磁兼容与界面散热的管理方案设计和材料研发生产。具有完整自主知识产权的全系列产品，包括单一功能的吸波材料和导热界面材料、多功能一体化的吸波导热材料和屏蔽吸波材料，以及结构功能化的热塑型吸波屏蔽复材。产品广泛应用于消费电子、5G通信、新能源汽车、数据中心、储能、医疗和安防等市场。

型号- GXR,GTR-30G25LV,GXS,GXS-PAK,GTR,GXH-8120,GXP-PL107,GTGD,GXR-8908,GXN-8000,GTGD-TG200D,GXH系列,GXH-8C60,GTR-80G60,GTR-50G45LV,GTGS,GTR-120G60,GXH-8125,GXM-1201,GXS-PAVR,GXP-LKU305,GXP-CKU102,GXP-CKU101,GXR-HB160,GXF-200T,GXR-MM-V1020,GXN-7000,GXR-8510,GTH-8740S,GXR-8710,GXM-0801,GTR-系列,GXM-0401,GXH-8730,GXF-150T,GXR-1120,GXR-8110,GXP-系列,GXP-LC305,GXS-PAVA,GXR-8310,GXF-120T,GTGD-TG400D,GXP-CW106,GXR-91,GXP-CW105,GXP-CW104,GXP-CW103,GXP-CW101,GXH-8220,GXR-MM-V103,GTR-60G60LV,GTGD-TG800D,GXP-P801,GXC系列,GTGS-TG650S,GXC-XU102,GXC-XU101,GXH-8740,GXM系列,GXH-9115,GTGS-TG400S,GXR-82,GXN-9000,GXS-PTVA,GXR-81,GXH-8230,GXR-KV101,GXR-87,GXS-PPVA,GXR-8610,GXR-MM-V109,GXC,GXF,GXH-8C50,GXH,GXM-0301,GXM-4701,GTH,GXR-8210,GXR-系列,GXM,GXP,GXR-8410,GXM-2001,GTDD系列,GXF-180T

选型指南 - 冠旭新材 - 2023/10/23 PDF 中文下载