导热硅脂涂覆自动化设备 (三极管如何涂覆导热硅脂)

热设计是电源设计中是必不可少的环节,而导热硅脂又是非常重要的导热界面材料,本文就主要介绍一下导热硅脂的选型和应用,以及结构设计中的注意事项;

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一、什么是导热硅脂;

导热硅脂是主要用来填充功率器件(如CPU、MOS、二极管等)与散热片之间空隙的热界面材料,它可以向散热片传导功率器件散发出来的热量,使功率器件的温度保持在一个可以稳定工作的水平;

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导热硅脂以复合型导热固体填料、高温合成油(如硅油)为原料,并添加有稳定剂和改性添加剂调配而成的均匀膏状物质,其颜色因添加的导热材料不同而具有不同的颜色;

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硅脂的组成成分

其主要原料为有机硅酮(硅酮,Silicones,俗称硅油或二甲基硅油),添加的导热材料有石墨粉、氧化铝、氮化铝粉、铜粉等,中高端的硅脂还会加入银;但是大多数加入硅脂的金属并非是金属粉末,而是金属复合物,具有极高的绝缘性;

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二、导热硅脂的性能参数;

导热硅脂是一种高导热绝缘有机硅材料,几乎永远不固化,可在-50~230℃范围内长期保持脂膏状态;

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导热硅脂不仅有优异的电绝缘性,又有优异的导热性,同时具有低游离度(趋向于零),耐高低温、耐水、臭氧、耐气候老化等优点,如下图示某品牌导热硅脂的特性参数;

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三、导热硅脂的特点和应用;

1.可用于功率损耗器件和散热片之间,一般采用印刷(人工)或点涂方式(自动化);

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整流桥的导热涂覆;

2.可以很好地润湿器件和散热器表面,减少接触热阻,适合大功率器件的散热;

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3.涂覆硅脂越薄越好;

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热阻与硅脂涂覆厚度的关系图

4.为保证良好的接触,安装时需要一定的压力(>5psi);

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硅脂厚度与组装压力的关系图

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四、导热硅脂的涂覆工艺;

1.丝网印刷(人工);

先用酒精将器件或散热器表面清理干净,再采用钢片等印刷工装(可根据实际情况定制),将硅脂印刷在器件或散热器上;

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涂覆面积占器件与散热器接触面积的70%~80%;

推荐印刷工装的厚度0.08~0.12mm,对于平面度较差的装配可以适当增加钢网厚度;

2.点涂(自动化);

同样应先将涂覆面清理干净,再使用自动化设备进行点胶,可根据涂覆面的外形来设定点涂路径,以及点涂状态;

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自动化点涂一般将硅脂点成长条状或圆点状,随着器件和散热器的装配进行,长条状或圆点状的硅脂会蔓延开,并覆盖整个接触面;

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五、注意事项;

在大平面上过量涂覆导热硅脂时,很难均匀覆盖到整个平面(存在局部较厚);在这种情况下,可将大平面分割成小平面,将多余的硅脂挤到沟槽中,使得导热硅脂均匀覆盖;

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六、导热硅脂推荐;

1.型号:DOW-CORNING,型号DC340,导热系数0.6W/m*K;

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2.型号:迈图(Momentive) ,型号TIG2000,导热系数2.0W/m*K;

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