應對高熱流密度導熱——維酷導熱膏/導熱片詳測

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-10-24

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 近期，來自英國的維酷（VRYCUL）公司率先將液態金屬技術應用到散熱領域中，研發出了具有超高導熱性能的液態金屬散熱片和導熱膏。所謂液態金屬就是在稍高于室溫的溫度下能融化成液態的金屬或者金屬合金。

作為運用于高精電子產品之中的液態金屬導熱產品，CE認證，必須在高溫、高腐蝕、高濕度等嚴酷環境下保持良好的導熱性及穩定性。此次，我們便將針對維酷產品進行嚴格的測試，以論證維酷液態金屬導熱產品的優勢所在。

 

產品測試

產品綜述：維酷(VRYCUL)共推出四款產品，TG-I與TG-II液態金屬導熱膏和TP-I與TP-II液態金屬導熱片。TP系列液態金屬導熱片和TG系列液態金屬導熱膏的導熱性能遠高于傳統矽油基矽脂，且不含易揮發物質，可靠性高、觸變性好，高質量，可以保證精密散熱系統長期安全穩定運行。由于同一系列的產品性能相似，本文只針對TP-I和TG-I進行高溫測試，腐蝕測試，產業資訊，熱沖擊測試和相變膨脹實驗。

 

維酷(VRYCUL)液態金屬導熱膏和導熱片

 

產品性能參數,

測試平臺簡介

   實驗平臺如圖1所示，由熱源、上下銅塊、導熱片、鋁散熱器及風扇組成，熱源功率200W，熱源上方放置兩銅塊，四周放置絕熱材料，兩銅塊間放置Vrycul 導熱產品，銅塊上方放置鋁散熱器和風扇。兩銅塊上分別有三等距測溫孔T1、T2、T3，T4、T5、T6，其中T2=1/2（T1+T3)，T5=1/2（T4+T6)。分別測量時間為20h、40h、60h、80h、100h時接觸熱阻的變化情況。

 

圖1 熱阻測試平臺

 

高溫實驗測試：若保證導熱膏在60℃壽命達到5年，則根據阿倫尼烏斯公式知，在本加速實驗條件下，須在150℃情況下測試100小時。測試結果如圖2所示，國際資訊，LED筒燈，由圖可知，經過150°C高溫100小時試驗后，維酷（VRYCUL）的TG-I導熱膏和TP-I導熱片表現穩定，性能未見衰減。

 

圖 2 Vrycul TG-I導熱膏和TP-I導熱片高溫100h熱阻變化圖

腐蝕性測試

腐蝕性實驗用紫銅和紫銅鍍鎳作為腐蝕材料，照明產品，在150°C下，腐蝕100小時。實驗結果見圖3和圖4。由圖片可見，接觸TP-I導熱片和TG-I導熱膏的結構材料均無明顯腐蝕跡象。 

   圖 3 TG-I導熱膏和TP-I導熱片腐蝕紫銅和紫銅鍍鎳前后對比圖

 

 

圖 4 腐蝕前后的熱阻對比值

熱沖擊測試：將TG-I導熱膏和TP-I導熱片在-40°C至125°C之間循環測試200小時。實驗結果如圖4所示。實驗結果表明，維酷(VRYCUL)TG-I導熱膏和TP-I導熱片的性能穩定，未見衰減，耐溫度沖擊性能極佳。

 

圖 4 Vrycul TG-I導熱膏和TP-I導熱片的熱沖擊實驗結果

相變膨脹實驗：一般而言，廠房照明，LED球泡燈，M3螺釘螺距為0.5mm。TP-I的厚度為50微米，TG-I的涂抹厚度為100微米，LED筒燈，廠房照明，它們的固化膨脹率均為3%，企業資訊，因此，TP-I的膨脹量為50*3%=1.5微米，TG-I的膨脹量為3微米, 折算為螺釘繼續旋轉分別為1.5/500×360=1度(TP-I)和2度（TG-I）。對于幾乎所有的散熱器螺釘緊配方式而言，達到標準扭矩后繼續擰1-2度，車間照明，螺釘一般不會對器件產生任何壓力影響。

實際應用中，店鋪照明，若散熱系統裝配完成螺釘達到標準扭矩后還可來回左右旋轉1-2度左右器件不至損壞，表明使用液態金屬導熱片不會出現任何因相變導致的器件損壞風險。此外，ROSH認證，熱沖擊實驗表明，普通的螺釘緊固也不會造成導熱材料多次相變后接觸不良，散熱惡化的現象。

結論：經測試表明，行業資訊，維酷旗下的液態金屬導熱片、導熱膏在各種極端條件下任保持穩定的性能。維酷(VRYCUL)公司表明，會在原有的基礎上繼續探索研發，以滿足更多高端散熱用戶的需求。

 

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