應力與效率的平衡:解析導熱墊片的壓縮特性對長期熱阻的影響

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在散熱系統設計中,導熱墊片 (Thermal Pad) 的性能不僅取決於其熱傳導率,更取決於其在裝配壓力下的流變學表現。如何透過精確的應力控制,在不損傷 PCB 組件的前提下達到最低熱阻,是熱管理工程的核心課題。

物理化學原理:滲透閾值與粒子排布 導熱墊片是由高彈性矽膠基材填充大量導熱陶瓷粒子(如 Al2O3, AlN)組成。

  1. 滲透閾值 (Percolation Threshold): 當墊片受壓時,內部的導熱粒子會互相靠近並接觸,形成連貫的熱傳導路徑。

  2. 應力鬆弛 (Stress Relaxation): 矽膠作為一種粘彈性材料,在受壓初期會產生較大的反作用力,隨時間推移,應力會逐漸鬆弛並趨於穩定。如果材料配方不當,過度的應力鬆弛會導致界面貼合力下降,進而使接觸熱阻 (Contact Resistance) 升高。

工業應用:最佳壓縮比與組件安全 針對不同硬度 (Shore 00) 的墊片,立興複合材料 (Lixing) 提供精確的壓縮率建議:

  • 最佳化接觸: 透過 20%~30% 的壓縮量,墊片能完美濕潤元件表面,排除微觀空氣。

  • 低壓力設計: 針對脆弱的 FPGA 或傳感器,我們開發了極低應力的墊片產品,在極小的夾持力下即可達到滲透閾值,防止 PCB 發生翹曲或焊點疲勞。

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