13 導熱絕緣材料的選用方法和原則
13.1 導熱絕緣材料的作用
導熱絕緣材料是元器件與散熱器安裝時必不可少的一種重要材料，在器件與散熱器之間
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起填充作用，它可以只取導熱作用，也可以兼有導熱和絕緣兩種作用。
13.2 導熱絕緣材料的成分
導熱絕緣材料一般由基片/基材及填充料構成，基片/基材主要是為了物理加強，提高介電強度，基片/基材的種類有玻璃纖維、聚脂、硅橡膠或它們的組合；填充料是為了改善導
熱絕緣材料的導熱性能而填入的高導熱性能物質，如Al2O3、BN，BeN 等。
13.3 導熱絕緣材料的性能參數
13.3.1 導熱系數W/m.K
導熱系數越大表示，表示導熱性能越好，其測試方法按ASTM D5470 進行。
13.3.2 熱阻℃-cm2/W
其值越小，表示導熱性能越好，它主要取決于下列幾個因素：配合表面的平面度和平滑度；兩者之間的接觸壓力；導熱絕緣材料的厚度、導熱系數和一致性。
13.3.3 連續使用溫度
其值要符合產品的使用環境范圍。
13.3.4 擊穿電壓
當需要考慮器件和金屬散熱器之間的電氣絕緣時，必須考慮導熱絕緣材料的擊穿電壓，該值按照ASTM D149 規定進行測量。擊穿電壓值愈大，材料的耐壓程度就愈好。影響導熱絕緣材料擊穿電壓的影響，包括材料的厚度、接觸表面的面積、溫度、濕度、作用在絕緣材料上的機械應力、存在局部放電等。
13.3.5 耐潮濕，耐酸霧、鹽霧性能
13.4 導熱絕緣材料的種類
13.4.1 導熱不絕緣材料
（1）普通白色硅脂油
其成份為碳矽膠狀化合物，它的導熱效果一般，用在沒有絕緣要求的場合，主要是填充元器件與散熱器間的微小間隙，減少元器件與散熱器的熱阻，提高導熱效果。
（2）銀硅脂油
其成份為氧化銀或銀粉的膠狀化合物，它的導熱性能較好，有較好的導熱效果，用在沒有絕緣要求的場合。主要是填充元器件與散熱器的微小間隙，減少元器件與散熱器的熱阻，提高導熱效果。
（3）替代硅脂或硅油的導熱材料
其成份為硅膠加鋁箔、硅膠加石墨和聚合物加鋁箔。它有較好的導熱效果，適合于較大間隙的填充，用在沒有絕緣要求的場合，且可徹底解決硅脂或硅油不易清理，影響美觀，易結灰塵，且揮發物會腐蝕電極接頭的缺點。
13.4.2 既導熱又絕緣材料
13.4.2.1 替代硅脂或硅油的導熱絕緣材料
該材料具有較高的導熱系數，適用于替代硅脂或硅油來填充散熱器與元器件的空氣間隙，且有絕緣要求的場合。
13.4.2.2 免涂硅脂或硅油的導熱絕緣材料
該材料既具有較高的導熱系數，有具備一定絕緣強度，且填充物為硅膠，質較軟，在一定壓力下，能夠填充滿空氣間隙，從而可以完全不用硅脂或硅油。

13.4.2.3 免涂硅脂或硅油的導熱絕緣材料，且雙面附膠
該材料既具有較高的導熱系數，有具備一定絕緣強度，且填充物為硅膠，質較軟，材料兩面都附有粘膠，適用于有些器件與散熱器間無法實施緊固的場合。膠可以保證器件、導熱絕緣材料及散熱器三者緊密結合，從而降低接觸面的接觸熱阻。
13.4.2.4 形狀適應型空氣間隙填充材料
該材料較軟，具有形狀適應性，能夠填充滿PCB 板與散熱器或外殼間的空氣間隙，適應與PCB 與外殼之間，元器件與外殼間的熱傳遞。
13.5 導熱絕緣材料的使用方法
13.5.1 導熱不絕緣材料的使用方法
（1） 確定使用的散熱器后,請保持散熱器的底部干凈.然后按點導熱膏在散熱片的中間位置；
（2） 用膠袋隔著手指,擦拭散熱片.這是為了讓導熱膏的"微粒"滲入散熱片的紋路里面.這一做法對較為粗糙的散熱器更有幫助；
（3） 把多余的導熱膏擦去，導熱膠不能太多，太多會增加散熱片和芯片間的熱阻，影響導熱效果；
（4） 裝上散熱器。注意:為了確定做到更好,請一步到位安裝上去.盡量不要安裝上去后,再拆下來看看是否接觸良好。
13.5.2 需要緊固的導熱絕緣材料使用方法
（1） 用棉球或棉布沾上酒精/異丙基溶劑，擦干凈散熱器表面；
（2） 將導熱絕緣材料放在散熱器（或元器件）上，并把元器件（或散熱器）放在上面（3） 緊固器件，緊固力矩為12－14Kg.cm。
13.5.3 不需要緊固的導熱絕緣材料使用方法
（1） 用棉球或棉布沾上酒精/異丙基溶劑，擦干凈散熱器/器件表面；
（2） 撕下透明保護膜，注意手指不要觸及膠面。將其貼在散熱器（或元器件）上，從接觸面積中心向四周用力輕壓5 秒，以使粘接牢靠；
（3） 再撕下另外一層保護膜，按上述同樣的方法使膠帶與器件（或散熱器）粘接牢靠。
14 熱管及其應用
14.1 熱管簡述
14.1.1 熱管的構成如下圖10 所示，主要包括三個部分：外殼、工作流質和毛細吸液層。
通常外殼材料為純銅；工作流質為純凈水（對于其他用途的熱管，工作流質也可為其它種類），含量很少；根據熱管內部毛細層的不同，常見的熱管可分為纖維型、溝槽型、篩網型和燒結型，其中溝槽型和篩網型應用最廣，各種類型熱管的優、缺點如下表6 所示。

14.2 熱管的應用熱管應用的場合
（1） 將熱管打扁，嵌入散熱器的底部，利用其超高的導熱能力來解決高功率密度造成的熱收縮效應；
（2） 將熱管折彎，與外部散熱器相聯結，可解決在設計空間受到限制的情況下，大熱耗器件（芯片）的散熱問題。
14.2.2 熱管應用的注意事項
（1） 熱管盡可能少打扁和折彎，必須折彎時，折彎半徑盡可能大；
（2） 熱管與散熱器（肋片）的聯結，一般用焊接，盡可能不用過盈配合。焊接時，一般用低溫錫焊；
（3） 當熱管散熱器用在戶外產品中，直接暴露在空氣中時，要進行適當的涂覆處理。
15 戶外機柜的熱設計
15.1 戶外設備的特點與熱設計方案
15.1.1 戶外設備的特點
1 戶外設備必須具有IP 防護功能，通常設計為IP55 防護等級；
2 戶外設備要求比戶內設備具有更高的可靠性，以盡可能減少設備維護次數，甚至免維護（哪怕是更換防塵網）；
3 戶外設備通常借用戶內設備的單板和模塊，因而其熱設計常針對整機進行，通過熱設計手段為機柜內的設備提供合適的工作環境。
15.1.2 戶外設備的分類
1 按設備防護特點分，可分為開放式戶外設備和密封式戶外設備。
2 開放式戶外設備可將環境空氣引入設備內部，需對環境空氣進行過濾或對PCB 進行涂覆。涂覆設備無法適應低溫環境，特殊防塵網設備對環境要求較高（尤其是空氣含塵不能太高，例如沙漠地區）。
15.1.3 戶外設備的熱設計方案

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