利用导热垫片提高PCB的使用寿命和性能

热量会让电子产品老化得更快。这不是什么新鲜事。热量控制与管理一直是印刷电路板（PCB）和其他电子设备设计中的关键考虑因素。不过，相对较新的是，新兴行业对电压、电流和处理速度的需求急剧增加。

这方面的例子有：

• 电动汽车制造和充电

• 太阳能和绿色能源发电

• 电动汽车与能源动力转换

• 医疗和可穿戴设备

• 储能和电池功率控制

除了更高的处理速度和功率要求，东西也越来越小！没有人会想要一个像船锚一样重的可穿戴设备或医疗设备，汽车和航空航天制造商一直在想法子减轻产品的重量。小型化的需求增加了额外的发热因素，例如：

• 更紧密的PCB迹线间距

• 更小的集成电路和处理器

• 更紧密的PCB元件间距

对于导致产生这种热量的电源、迹线和元件间距以及尺寸的基本物理特性，我们无计可施。接下来的挑战是从源头将热量传导或快速移出去，以保持低温，延长产品使用寿命。这就是我们引入导热垫片的原因所在。

讨论作为一个热量和温度控制以及延长保修和使用寿命选项的导热垫片的基本知识。

热量管理策略

我们大多数拥有家用电脑或笔记本电脑的人都经历过长期以来最基本的热量管理方式：风扇。如果你有一定年纪（或者至少你的电脑够老），你一定很熟悉电脑内部负荷过重需要冷却时，那种烦人的开关嗡嗡声。

现在想象一下，在胰岛素控制器等可穿戴医疗设备中，你需要那种处理能力和速度，事实就是这样。显然，第一个提出用风扇散热的设计师可能已经转向了其他职业选择。有许多方法和策略可以在更小或更强大的设备中传热和散热，其中之一就是使用导热垫片。

导热垫片可以单独使用，或者是更经常的情况，与某种特定散热片一起使用。与散热片一起使用时，导热垫片用作粘接/粘合元件以及器件和散热片之间导热层的组合。这个中间层被称为热界面层，导热垫片等材料被当作热界面材料（TIM）进行讨论。

导热垫片是如何工作的？

导热垫片通常是柔软的聚合材料，具有用于将基板粘合到散热片上的粘合或粘性表面。与传统的粘合剂或聚合物膜和垫不同，导热垫片具有高导热性的附加特性，这通常是由于它们含有金属氧化物和水合物等导热填料。

这些导热垫可以单独用在元器件顶部，或者更经常的情况是，与金属散热片一起使用。它们充当电子元器件和散热片之间的热界面，促使热量从元器件有效传递出去。导热垫有附着力，并且耐用，填充配合面之间的微小间隙和瑕疵，降低热阻并增强热流。

导热垫片的优势

热界面材料可以是液体、薄膜或弹性垫形式。虽然液体热材料可能会经济实惠，能够自动高速分配，但可能会比较混乱，不精确。

另一方面，散热膜粘附性更好，厚度精度更高，但热传递水平不够高，并且在某些情况下没有弹性。有时，导热垫在整个相关区域，粘接界面厚度可靠，导热性一致，灵活有弹性，可能是理想的解决方案。导热垫片通常为片状或辊状模切件，并且可以手动或自动应用。

导热垫片在应用时完全固化，具有以下优势：

• 比液体保质期更长

• 应用时更清洁和一致

• 厚度和导热性保持性好

• 无需固化时间或设备

文章来源：https://mp.weixin.qq.com/s/uAroqzvsAW6O-GzeTwjBhw

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