如何选择导热垫还是导热硅脂以获得最佳散热效果

如何选择导热垫还是导热硅脂以获得最佳散热效果

在电子产品散热方面，关于导热垫和导热硅脂的争论从未停止过，成千上万的工程师和采购主管都在绞尽脑汁地试图在成本效益和长期性能之间取得平衡。

事实上，在这两者之间做出选择并非非黑即白——这取决于您需要处理多少热量以及您的工艺需要多大的可扩展性。

导热垫与导热硅脂：核心区别详解

导热垫是用于连接芯片和散热器之间的缝隙的半固体薄片，而导热硅脂则是一种粘稠的化合物，可以填充微小的表面缺陷。两者都是用于提高传热效率的热界面材料（ TIM ），垫片很容易贴上，但膏状物需要小心处理。

对于CPU散热和GPU热管理应用，导热硅脂最为有利，尤其是对于需要最大散热性能的高性能 CPU 而言。GPU 通常具有更宽的接触面积，一些 OEM 厂商甚至在 VRAM 模块和供电区域使用较厚的导热垫。

在何时应该更换垫片的区别上，如果系统温度在没有硬件更改的情况下飙升，那么就该检查导热材料层了，拆卸散热器后（即使只拆卸一次），也应该重新涂抹新的导热硅脂或更换旧的导热垫，对于老旧设备来说，每隔几年进行一次维护有助于保持最佳散热性能。

应用热解决方案时常见的错误。不要涂抹过量，过多的导热硅脂会起到隔热而非散热的作用。切勿重复使用旧的导热垫，它们会很快失去弹性并降低散热效果。

根据设备类型选择导热垫或者导热硅脂。笔记本电脑通常使用工厂预装的薄型散热垫，但如果使用优质导热硅脂进行升级，并且操作正确，可以显著减少降频现象。定制组装的电脑需要使用高品质的导热硅脂，尤其是在高负载下使用未锁频的CPU时。游戏主机通常使用较厚的预切割垫片，但改装者有时会用更好的硅脂替换 APU 核心周围的垫片，以改善气流平衡。

导热系数：导热垫和导热硅脂的传热性能

在比较导热硅脂和导热垫时，只有标准化测试才能将猜测与真实数据区分开来，其中，ASTM D5470是测量压力下热阻的黄金标准，其他常用标准包括ISO 22007和ASTM E1530 ，尤其是在处理薄膜材料时。

其次，粘度和稠度在传递热量的时候至关重要。粘度不仅仅是一个花哨的术语，它决定了材料在压力下的行为。例如较厚的导热硅脂可能不易扩散，但比硬质导热垫更能填充微小缝隙。低粘度膏体虽然容易弄脏，但更容易均匀地涂抹在 CPU 或 GPU 上。关键在于粘度也会影响产品的可重复使用性。膏状物会随着时间推移而变干；而垫状物则往往能保持更长时间的稳定性，除非暴露于高温或反复压缩循环中。

长期稳定性：导热垫 vs 导热硅脂

导热界面材料的老化方式各不相同。在比较导热垫和导热硅脂时，耐用性是关键所在。

导热垫能够长时间保持形状，且性能下降极小，多年使用仍能保持稳定的导电性，不易因硬化或收缩而形成气隙，通常因其在工业环境中的长期可靠性而获得评级。

导热硅脂可能会因环境温度和湿度而干燥，可能需要每隔几年重新涂抹一次，尤其是在重载情况下，一些高端硅脂性能保持性更好，但仍然会逐渐下降，易受泵出效应影响，降低有效表面接触面积。

如果你想要一种“一劳永逸”的解决方案，导热垫是长远之选。但如果你追求的是当下最佳的散热性能，即使这意味着以后需要返工，导热硅脂也能胜任。

其次是材料的固化时间。并非所有导热硅脂都能直接从管子或垫片中取出后立即使用，某些相变材料需要经过加热循环才能完全激活其粘合性能。这种“固化”过程可确保最佳的表面粘合力，并填充表面之间的微小空隙。如果生产过程中缺乏有效的监管，诸如厚度不均或残留空气等缺陷都可能导致产品早期失效。因此，生产过程中严格的检验流程比大多数人意识到的更为重要。

成本分析：大规模应用中导热垫与导热硅脂的对比

了解大型热管理解决方案的价格性能权衡有助于团队做出更明智的采购决策，批量购买导热界面材料时，每一分钱都很重要，而且包装的作用比你想象的要大。

导热硅脂通常以罐装、注射器或工业用筒装出售，每种包装的性价比都不同。而导热垫通常是预先切割和堆叠的，虽然不会造成混乱，但尺寸的灵活性较差。

其次，散装膏体容器可减少单个包装浪费，但可能需要熟练的涂抹工具，预制尺寸的垫片可最大限度地减少安装过程中的修剪时间和错误。

大订单需要的不仅仅是更多的产品，还需要能够随着生产需求而扩展的更智能的交付方式。想要干净利落地涂抹？使用带有精密针头的注射器式点胶器有助于避免过度使用。想要零浪费？那就选择根据您的设备规格预先裁剪好的导热垫。担心保质期？真空密封包装的导热硅脂在工厂条件下能保存更长时间。

关于导热垫和导热硅脂的常见问题

1. CPU或GPU散热中，导热垫和导热硅脂的使用方法有何不同？

·导热垫– 坚固的、预先切割好的薄片，可以弥合不均匀的缝隙；适用于GPU 散热管理、较大的面积或需要快速应用以代替精细手工操作的空间。

·导热硅脂– 一种柔韧的导热界面材料，通过精确的涂抹方法小心涂抹，非常适合需要紧密接触以实现最佳导热性能的精细加工的 CPU 表面。

2. 在持续运行条件下，哪种具有更好的长期可靠性？

·导热硅脂（膏状物）如果不按照严格的储存和处理指南进行储存，通常会采用密封的注射器包装，则会随着时间推移而变干。

·相变材料和垫片往往能更长时间地保持形状，在功率放大器冷却或 LED 设置中，多年使用后仍能抵抗蠕变，而重新应用是不合适的。

3. 规模化生产中，操作温度范围应如何指导选择？

宽范围的硅脂配方能够承受极端的循环，例如高负载 GPU 在高温基准测试和空闲冷却之间来回切换，而固定形状的导热垫则在适中的范围内表现出色，例如稳定的 LED 照明面板或适度的半导体器件冷却项目。

4.购买批量设备时，为什么要考虑电气绝缘性能？

·无卤绝缘垫可防止短路，同时还能在紧凑的电路板上控制热量。

·膏体种类繁多；某些配方缺乏固有绝缘性，如果在高压路径附近的组装过程中刷涂靠近带电线路，则需要添加环氧树脂粘合剂屏障。

东莞市盛元新材料科技有限公司诚邀新老客户选购我公司产品，我们的团队随时准备为您提供专业咨询和解决方案设计，电话13728841790（刘女士），期待您的来电！本文出自东莞市盛元新材料科技有限公司，转载请注明出处！

更多关于导热材料资讯，请咨询：www.u-sheen.com ，24小时热线电话：137-2884-1790