需要同時散熱、又怕晶片被散熱片硬壓或被振動反覆敲擊時,導熱墊片可以一片做兩件事:5~40 Shore B 的軟質矽膠在低壓下就能壓縮貼合並吸收高度差,產品頁也標示它能吸收機械震動、保護脆弱零件。選型時依序核對間隙與壓縮後厚度、硬度等級與導熱等級,索樣後再用整機振動測試確認緩衝效果。
優點一:鎖緊散熱片時,軟墊先吃下公差
散熱片鎖上去的那一刻,晶片承受的力來自間隙差與鎖附行程。立興導熱墊片的硬度為 5~40 Shore B,產品頁說明它能在低壓力下達成高度壓縮並貼合不平整表面。間隙高低不一時,由墊片變形吸收,晶片表面不必直接頂住散熱片。
優點二:振動與衝擊多一層緩衝
車用功率元件與 5G 通訊設備在運輸和運轉中都會受振。產品頁標示這款矽膠墊片兼具緩衝效果,能吸收機械震動並保護脆弱的電子零件不受壓力損傷。
緩衝量沒有公開數值,請把它當成設計裕度的一部分,最終以整機振動與衝擊測試確認。
優點三:緩衝的同時,熱照樣傳出去
導熱係數提供 1.0~10.0 W/m·K 多種等級,可依元件功耗選用,緩衝層同時就是導熱層。型錄數值沒有註明量測壓力、厚度與方法,比較不同供應商資料時先對齊測試條件,判讀方式可參考ASTM D5470 導熱係數測試方法說明。
優點四:絕緣與耐燃一起到位
產品頁列出 UL 94 V-0 / V-1 耐燃等級與電氣絕緣防護,耐溫範圍為 -40°C 至 200°C。墊片位於帶電元件與金屬散熱件之間時,這幾項要和緩衝需求一起寫進規格書。
優點五:厚度與形狀照圖面裁切
厚度範圍 0.25 mm~1.3 mm,可依客戶圖面精密模切或以卷料供應,顏色、尺寸與形狀也能調整。需要多少壓縮行程來緩衝,就在這個厚度範圍裡挑,再裁成元件的輪廓。
用在哪裡
- 車用功率元件與 5G 通訊設備:產品頁列為導熱與緩衝保護的應用,適合長期受振的模組。
- CPU、GPU 與散熱模組:墊在晶片與散熱片之間,鎖附時吸收高度差。
- 電源供應器與高功率 LED 照明:連接發熱元件與金屬底盤或外殼。
同一款墊片如何把電源與 PCB 的熱導向金屬外殼,可延伸閱讀導熱墊片熱路徑設計。
工程小筆記:緩衝在什麼頻率才有用
把散熱片看成質量 m,墊片看成兼具彈性與阻尼的支撐層,電路板看成受振的基座,就能用單自由度基座激振的位移傳遞率估算振動往上傳多少:
X/Y = sqrt[(1 + (2ζr)^2) / ((1 – r^2)^2 + (2ζr)^2)], r = ω/ωn
- X:散熱片或模組的穩態振幅,單位 m;Y:基座振幅,單位 m
- r:頻率比;ω:激振角頻率,單位 rad/s;ωn = sqrt(k/m),為自然角頻率,k 為支撐剛性(N/m),m 為被支撐質量(kg)
- ζ:阻尼比,無因次
模型顯示 r 小於 √2 時振動被放大,r 大於 √2 才開始衰減;墊片越軟,k 越低,自然頻率往下移,更多激振頻率落進衰減區。它假設小振幅、穩態簡諧激振、線性彈簧與黏性阻尼。導熱墊片是預壓的黏彈性材料,實際組裝還有螺絲或扣具一起承力,所以這條式子只用來比較趨勢,不能算出本品的隔振量。公式來源:West Virginia University MAE 340 基座激振講義。
索樣前準備這幾項資料
- 元件到散熱面的間隙、公差與允許的鎖附壓力
- 設備的振動或衝擊條件,例如運輸或車載
- 功耗與需要的導熱等級,以及絕緣和耐燃要求
結論
散熱與緩衝可以交給同一片導熱墊片,條件是厚度、硬度與導熱等級一起選。把上面三項資料寄到 yw@zh-lx.com,或到導熱墊片產品頁索取樣品與規格諮詢,再用代表性樣件在整機振動測試裡確認效果。
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