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導(dǎo)熱界面材料有哪些？他們的區(qū)別是什么？

來源：銘誠(chéng)錦

時(shí)間：2025-09-12

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導(dǎo)熱界面材料是一種新型工業(yè)材料，近年來針對(duì)設(shè)備的熱傳導(dǎo)要求而設(shè)計(jì)的，通過導(dǎo)熱界面材料將發(fā)熱元器件上的熱量更快散發(fā)出去，確保元器件安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

導(dǎo)熱界面材料對(duì)設(shè)備的高度集成，以及超小超薄提供了有力的幫助，目前越來越多的應(yīng)用到許多產(chǎn)品中，提高了產(chǎn)品的可靠性。

導(dǎo)熱界面材料按材質(zhì)可以分為：有機(jī)硅類和非硅類

1、有機(jī)硅導(dǎo)熱界面材料

目前市場(chǎng)上主流產(chǎn)品為有機(jī)硅類導(dǎo)熱材料，因?yàn)橛袡C(jī)硅更容易添加填料，所以大多采用有機(jī)硅作為分散劑，再在其中添加氧化鋁、氮化硼等導(dǎo)熱填料提高產(chǎn)品的導(dǎo)熱性能。

但是，硅類導(dǎo)熱產(chǎn)品會(huì)析出低分子硅氧烷，造成電路短路，影響導(dǎo)通，所以硅類導(dǎo)熱產(chǎn)品一般不用在半導(dǎo)體等精密元器件上。

2、非硅導(dǎo)熱界面材料

此類材料一般采用聚氨酯、環(huán)氧樹脂等材料作為分散介質(zhì)，很好的避免了硅類產(chǎn)品的低分子硅氧烷析出問題，但這類材料本身的硬度和粘度會(huì)高很多，限制了它添加導(dǎo)熱填料的量，所以非硅導(dǎo)熱產(chǎn)品無法做到很高的導(dǎo)熱率。

導(dǎo)熱產(chǎn)品按形態(tài)可以分為：導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱墊片、導(dǎo)熱脂、導(dǎo)熱相變材料

1、導(dǎo)熱膠

導(dǎo)熱膠分為三類：導(dǎo)熱填縫劑、導(dǎo)熱粘接膠和導(dǎo)熱灌封膠。

1.1 導(dǎo)熱粘接膠

導(dǎo)熱粘接膠導(dǎo)熱率一般都不會(huì)太高0.6~2.0W/mK左右。因?yàn)閷?dǎo)熱填料的加入會(huì)影響膠水的粘接性能，為了保證較高的粘接強(qiáng)度，只能減少導(dǎo)熱填料的用量犧牲部分導(dǎo)熱率。極少數(shù)導(dǎo)熱粘接產(chǎn)品也能做到2W/mK以上。

1.2 導(dǎo)熱灌封膠

導(dǎo)熱灌封膠在電子、汽車等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，用量巨大。最常見的導(dǎo)熱灌封膠是雙組份（A、B組份）構(gòu)成的，分有機(jī)硅體系、聚氨酯體系、環(huán)氧樹脂體系這三大類。普通導(dǎo)熱灌封膠的導(dǎo)熱率在0.6-2.0W/mK，高導(dǎo)熱率的產(chǎn)品可以達(dá)到4.0W/mK以上。

1.3導(dǎo)熱填縫劑

導(dǎo)熱填縫劑又稱導(dǎo)熱凝膠，英文gap filler，是市面上主流導(dǎo)熱產(chǎn)品。

導(dǎo)熱填縫劑多數(shù)是以硅凝膠為原料，具有硅凝膠的低應(yīng)力特點(diǎn)，能減輕溫度和外部壓力產(chǎn)生的應(yīng)力，同時(shí)，柔軟的硬度也能抵御一定程度的振動(dòng)和沖擊力。

導(dǎo)熱填縫劑的出現(xiàn)主要是為了替代導(dǎo)熱墊片，提高導(dǎo)熱效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。導(dǎo)熱填縫劑的導(dǎo)熱率一般都在2.0W/mK以上，部分高導(dǎo)熱產(chǎn)品甚至能做到7.0W/mK以上。

導(dǎo)熱填縫劑分固化的和不固化的兩種。

固化型導(dǎo)熱填縫劑，本質(zhì)上來說就是液體的導(dǎo)熱墊片。膠水通過機(jī)器涂布好之后，在固化前進(jìn)行零部件組裝，使發(fā)熱器件壓入導(dǎo)熱填縫劑中，讓元器件、導(dǎo)熱填縫劑、殼體三者之間緊密粘合。如此，元器件產(chǎn)生的熱量就能通過導(dǎo)熱填縫劑傳導(dǎo)到殼體上，達(dá)到散熱目的。相比固態(tài)墊片，導(dǎo)熱填縫劑導(dǎo)熱的同時(shí)又具有一定的粘附力，與基材充分潤(rùn)濕接觸，獲得更高的導(dǎo)熱效率。且導(dǎo)熱填縫劑更靈活、適用范圍更廣，并能滿足自動(dòng)化生產(chǎn)需要。
不固化型的導(dǎo)熱填縫劑類似于導(dǎo)熱硅脂，不同的是，導(dǎo)熱填縫劑用有更長(zhǎng)的使用壽命和更高的可靠性，而導(dǎo)熱硅脂使用壽命很短一般只用在可靠性要求不高應(yīng)用上。

2、導(dǎo)熱墊片

導(dǎo)熱墊片是用來填充發(fā)熱器件和散熱片或金屬底座之間的空氣間隙，熱量從發(fā)熱器件或整個(gè)PCB傳導(dǎo)到金屬外殼或擴(kuò)散板上，從而能提高發(fā)熱電子組件的效率和使用壽命。

導(dǎo)熱墊片一般為硅膠材質(zhì)，質(zhì)感柔軟，壓縮性能好，導(dǎo)熱絕緣性能好，有多種尺寸和厚度可供選擇，適合填充空腔，兩面具有天然粘性，可操作性和維修性強(qiáng)。

導(dǎo)熱墊片的導(dǎo)熱率一般都比較高，甚至有10.0W/mK以上的導(dǎo)熱墊片。但是，相同導(dǎo)熱率的導(dǎo)熱墊片和導(dǎo)熱填縫劑，導(dǎo)熱填縫劑的導(dǎo)熱效果會(huì)好很多。因?yàn)?，?dǎo)熱填縫劑和元器件粘接更緊密，同時(shí)又填充了基材表面粗糙部分，擠走了不利于導(dǎo)熱的空氣，而導(dǎo)熱墊片與基材之間無法做到如此嚴(yán)密的貼合。

3、導(dǎo)熱脂

導(dǎo)熱脂，英文名Paste、Grease，分為有硅類和非硅類，市面上還是以導(dǎo)熱硅脂為主。

導(dǎo)熱硅脂俗稱散熱膏，導(dǎo)熱硅脂以有機(jī)硅酮為主要原料，添加耐熱、導(dǎo)熱性能優(yōu)異的材料，制成的導(dǎo)熱型有機(jī)硅脂狀復(fù)合物，用于功率放大器、晶體管、電子管、CPU等電子原器件的導(dǎo)熱及散熱，從而保證電子儀器、儀表等的電氣性能的穩(wěn)定。

導(dǎo)熱硅脂容易出現(xiàn)粉化現(xiàn)象，從而失效，需要去除之后重新涂抹。同時(shí)導(dǎo)熱硅脂也容易污染周圍元器件。

4、導(dǎo)熱相變材料

導(dǎo)熱相變化材料是指隨溫度變化而改變形態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。相變化材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為相變過程，這時(shí)相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。

導(dǎo)熱相變化材料關(guān)鍵性能是其相變的特性：在室溫下材料是固體，便于使用。當(dāng)達(dá)到器件工作溫度時(shí)，相變材料變?yōu)橐簯B(tài)，加一點(diǎn)加緊力，就能與兩個(gè)配合表面整合，完全填充界面氣隙和器件與散熱片間空隙。

導(dǎo)熱相變材料本身是不導(dǎo)電的，但是由于材料在通常的散熱片安裝中經(jīng)受了相變，有可能出現(xiàn)金屬與金屬接觸，因此相變材料不能作為電氣絕緣來使用。

導(dǎo)熱相變材料被廣泛應(yīng)用于微處理器、存儲(chǔ)器模塊 DC/DC轉(zhuǎn)換器 IGBT組件、功率模塊、功率半導(dǎo)體器件、固態(tài)繼電器、橋式整流器、高緩沖存儲(chǔ)器芯片等。

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