應(yīng)對(duì)高熱流密度導(dǎo)熱——維酷導(dǎo)熱膏/導(dǎo)熱片詳測(cè)
文章來(lái)源:恒光電器
發(fā)布時(shí)間:2014-10-24
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近期，來(lái)自英國(guó)的維酷（VRYCUL）公司率先將液態(tài)金屬技術(shù)應(yīng)用到散熱領(lǐng)域中，研發(fā)出了具有超高導(dǎo)熱性能的液態(tài)金屬散熱片和導(dǎo)熱膏。所謂液態(tài)金屬就是在稍高于室溫的溫度下能融化成液態(tài)的金屬或者金屬合金。
作為運(yùn)用于高精電子產(chǎn)品之中的液態(tài)金屬導(dǎo)熱產(chǎn)品，CE認(rèn)證，必須在高溫、高腐蝕、高濕度等嚴(yán)酷環(huán)境下保持良好的導(dǎo)熱性及穩(wěn)定性。此次，我們便將針對(duì)維酷產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試，以論證維酷液態(tài)金屬導(dǎo)熱產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)所在。
產(chǎn)品測(cè)試
產(chǎn)品綜述：維酷(VRYCUL)共推出四款產(chǎn)品，TG-I與TG-II液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏和TP-I與TP-II液態(tài)金屬導(dǎo)熱片。TP系列液態(tài)金屬導(dǎo)熱片和TG系列液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏的導(dǎo)熱性能遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)矽油基矽脂，且不含易揮發(fā)物質(zhì)，可靠性高、觸變性好，高質(zhì)量，可以保證精密散熱系統(tǒng)長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。由于同一系列的產(chǎn)品性能相似，本文只針對(duì)TP-I和TG-I進(jìn)行高溫測(cè)試，腐蝕測(cè)試，產(chǎn)業(yè)資訊，熱沖擊測(cè)試和相變膨脹實(shí)驗(yàn)。
維酷(VRYCUL)液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏和導(dǎo)熱片
產(chǎn)品性能參數(shù),
測(cè)試平臺(tái)簡(jiǎn)介
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖1所示，由熱源、上下銅塊、導(dǎo)熱片、鋁散熱器及風(fēng)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(dǎo)熱產(chǎn)品，銅塊上方放置鋁散熱器和風(fēng)扇。兩銅塊上分別有三等距測(cè)溫孔T1、T2、T3，T4、T5、T6，其中T2=1/2（T1+T3)，T5=1/2（T4+T6)。分別測(cè)量時(shí)間為20h、40h、60h、80h、100h時(shí)接觸熱阻的變化情況。
圖1 熱阻測(cè)試平臺(tái)
高溫實(shí)驗(yàn)測(cè)試：若保證導(dǎo)熱膏在60℃壽命達(dá)到5年，則根據(jù)阿倫尼烏斯公式知，在本加速實(shí)驗(yàn)條件下，須在150℃情況下測(cè)試100小時(shí)。測(cè)試結(jié)果如圖2所示，國(guó)際資訊，LED筒燈，由圖可知，經(jīng)過(guò)150°C高溫100小時(shí)試驗(yàn)后，維酷（VRYCUL）的TG-I導(dǎo)熱膏和TP-I導(dǎo)熱片表現(xiàn)穩(wěn)定，性能未見(jiàn)衰減。
圖 2 Vrycul TG-I導(dǎo)熱膏和TP-I導(dǎo)熱片高溫100h熱阻變化圖
腐蝕性測(cè)試
腐蝕性實(shí)驗(yàn)用紫銅和紫銅鍍鎳作為腐蝕材料，照明產(chǎn)品，在150°C下，腐蝕100小時(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3和圖4。由圖片可見(jiàn)，接觸TP-I導(dǎo)熱片和TG-I導(dǎo)熱膏的結(jié)構(gòu)材料均無(wú)明顯腐蝕跡象。
圖 3 TG-I導(dǎo)熱膏和TP-I導(dǎo)熱片腐蝕紫銅和紫銅鍍鎳前后對(duì)比圖
圖 4 腐蝕前后的熱阻對(duì)比值
熱沖擊測(cè)試：將TG-I導(dǎo)熱膏和TP-I導(dǎo)熱片在-40°C至125°C之間循環(huán)測(cè)試200小時(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，維酷(VRYCUL)TG-I導(dǎo)熱膏和TP-I導(dǎo)熱片的性能穩(wěn)定，未見(jiàn)衰減，耐溫度沖擊性能極佳。
圖 4 Vrycul TG-I導(dǎo)熱膏和TP-I導(dǎo)熱片的熱沖擊實(shí)驗(yàn)結(jié)果
相變膨脹實(shí)驗(yàn)：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(yè)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(xù)旋轉(zhuǎn)分別為1.5/500×360=1度(TP-I)和2度（TG-I）。對(duì)于幾乎所有的散熱器螺釘緊配方式而言，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)扭矩后繼續(xù)擰1-2度，車(chē)間照明，螺釘一般不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生任何壓力影響。
實(shí)際應(yīng)用中，店鋪照明，若散熱系統(tǒng)裝配完成螺釘達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)扭矩后還可來(lái)回左右旋轉(zhuǎn)1-2度左右器件不至損壞，表明使用液態(tài)金屬導(dǎo)熱片不會(huì)出現(xiàn)任何因相變導(dǎo)致的器件損壞風(fēng)險(xiǎn)。此外，ROSH認(rèn)證，熱沖擊實(shí)驗(yàn)表明，普通的螺釘緊固也不會(huì)造成導(dǎo)熱材料多次相變后接觸不良，散熱惡化的現(xiàn)象。
結(jié)論：經(jīng)測(cè)試表明，行業(yè)資訊，維酷旗下的液態(tài)金屬導(dǎo)熱片、導(dǎo)熱膏在各種極端條件下任保持穩(wěn)定的性能。維酷(VRYCUL)公司表明，會(huì)在原有的基礎(chǔ)上繼續(xù)探索研發(fā)，以滿足更多高端散熱用戶的需求。
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