13 导热绝缘材料的选用方法和原则
13.1 导热绝缘材料的作用
导热绝缘材料是元器件与散热器安装时必不可少的一种重要材料，在器件与散热器之间
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起填充作用，它可以只取导热作用，也可以兼有导热和绝缘两种作用。
13.2 导热绝缘材料的成分
导热绝缘材料一般由基片/基材及填充料构成，基片/基材主要是为了物理加强，提高介电强度，基片/基材的种类有玻璃纤维、聚脂、硅橡胶或它们的组合；填充料是为了改善导
热绝缘材料的导热性能而填入的高导热性能物质，如Al2O3、BN，BeN 等。
13.3 导热绝缘材料的性能参数
13.3.1 导热系数W/m.K
导热系数越大表示，表示导热性能越好，其测试方法按ASTM D5470 进行。
13.3.2 热阻℃-cm2/W
其值越小，表示导热性能越好，它主要取决于下列几个因素：配合表面的平面度和平滑度；两者之间的接触压力；导热绝缘材料的厚度、导热系数和一致性。
13.3.3 连续使用温度
其值要符合产品的使用环境范围。
13.3.4 击穿电压
当需要考虑器件和金属散热器之间的电气绝缘时，必须考虑导热绝缘材料的击穿电压，该值按照ASTM D149 规定进行测量。击穿电压值愈大，材料的耐压程度就愈好。影响导热绝缘材料击穿电压的影响，包括材料的厚度、接触表面的面积、温度、湿度、作用在绝缘材料上的机械应力、存在局部放电等。
13.3.5 耐潮湿，耐酸雾、盐雾性能
13.4 导热绝缘材料的种类
13.4.1 导热不绝缘材料
（1）普通白色硅脂油
其成份为碳矽胶状化合物，它的导热效果一般，用在没有绝缘要求的场合，主要是填充元器件与散热器间的微小间隙，减少元器件与散热器的热阻，提高导热效果。
（2）银硅脂油
其成份为氧化银或银粉的胶状化合物，它的导热性能较好，有较好的导热效果，用在没有绝缘要求的场合。主要是填充元器件与散热器的微小间隙，减少元器件与散热器的热阻，提高导热效果。
（3）替代硅脂或硅油的导热材料
其成份为硅胶加铝箔、硅胶加石墨和聚合物加铝箔。它有较好的导热效果，适合于较大间隙的填充，用在没有绝缘要求的场合，且可彻底解决硅脂或硅油不易清理，影响美观，易结灰尘，且挥发物会腐蚀电极接头的缺点。
13.4.2 既导热又绝缘材料
13.4.2.1 替代硅脂或硅油的导热绝缘材料
该材料具有较高的导热系数，适用于替代硅脂或硅油来填充散热器与元器件的空气间隙，且有绝缘要求的场合。
13.4.2.2 免涂硅脂或硅油的导热绝缘材料
该材料既具有较高的导热系数，有具备一定绝缘强度，且填充物为硅胶，质较软，在一定压力下，能够填充满空气间隙，从而可以完全不用硅脂或硅油。

13.4.2.3 免涂硅脂或硅油的导热绝缘材料，且双面附胶
该材料既具有较高的导热系数，有具备一定绝缘强度，且填充物为硅胶，质较软，材料两面都附有粘胶，适用于有些器件与散热器间无法实施紧固的场合。胶可以保证器件、导热绝缘材料及散热器三者紧密结合，从而降低接触面的接触热阻。
13.4.2.4 形状适应型空气间隙填充材料
该材料较软，具有形状适应性，能够填充满PCB 板与散热器或外壳间的空气间隙，适应与PCB 与外壳之间，元器件与外壳间的热传递。
13.5 导热绝缘材料的使用方法
13.5.1 导热不绝缘材料的使用方法
（1） 确定使用的散热器后,请保持散热器的底部干净.然后按点导热膏在散热片的中间位置；
（2） 用胶袋隔着手指,擦拭散热片.这是为了让导热膏的"微粒"渗入散热片的纹路里面.这一做法对较为粗糙的散热器更有帮助；
（3） 把多余的导热膏擦去，导热胶不能太多，太多会增加散热片和芯片间的热阻，影响导热效果；
（4） 装上散热器。注意:为了确定做到更好,请一步到位安装上去.尽量不要安装上去后,再拆下来看看是否接触良好。
13.5.2 需要紧固的导热绝缘材料使用方法
（1） 用棉球或棉布沾上酒精/异丙基溶剂，擦干净散热器表面；
（2） 将导热绝缘材料放在散热器（或元器件）上，并把元器件（或散热器）放在上面（3） 紧固器件，紧固力矩为12－14Kg.cm。
13.5.3 不需要紧固的导热绝缘材料使用方法
（1） 用棉球或棉布沾上酒精/异丙基溶剂，擦干净散热器/器件表面；
（2） 撕下透明保护膜，注意手指不要触及胶面。将其贴在散热器（或元器件）上，从接触面积中心向四周用力轻压5 秒，以使粘接牢靠；
（3） 再撕下另外一层保护膜，按上述同样的方法使胶带与器件（或散热器）粘接牢靠。
14 热管及其应用
14.1 热管简述
14.1.1 热管的构成如下图10 所示，主要包括三个部分：外壳、工作流质和毛细吸液层。
通常外壳材料为纯铜；工作流质为纯净水（对于其他用途的热管，工作流质也可为其它种类），含量很少；根据热管内部毛细层的不同，常见的热管可分为纤维型、沟槽型、筛网型和烧结型，其中沟槽型和筛网型应用最广，各种类型热管的优、缺点如下表6 所示。

14.2 热管的应用热管应用的场合
（1） 将热管打扁，嵌入散热器的底部，利用其超高的导热能力来解决高功率密度造成的热收缩效应；
（2） 将热管折弯，与外部散热器相联结，可解决在设计空间受到限制的情况下，大热耗器件（芯片）的散热问题。
14.2.2 热管应用的注意事项
（1） 热管尽可能少打扁和折弯，必须折弯时，折弯半径尽可能大；
（2） 热管与散热器（肋片）的联结，一般用焊接，尽可能不用过盈配合。焊接时，一般用低温锡焊；
（3） 当热管散热器用在户外产品中，直接暴露在空气中时，要进行适当的涂覆处理。
15 户外机柜的热设计
15.1 户外设备的特点与热设计方案
15.1.1 户外设备的特点
1 户外设备必须具有IP 防护功能，通常设计为IP55 防护等级；
2 户外设备要求比户内设备具有更高的可靠性，以尽可能减少设备维护次数，甚至免维护（哪怕是更换防尘网）；
3 户外设备通常借用户内设备的单板和模块，因而其热设计常针对整机进行，通过热设计手段为机柜内的设备提供合适的工作环境。
15.1.2 户外设备的分类
1 按设备防护特点分，可分为开放式户外设备和密封式户外设备。
2 开放式户外设备可将环境空气引入设备内部，需对环境空气进行过滤或对PCB 进行涂覆。涂覆设备无法适应低温环境，特殊防尘网设备对环境要求较高（尤其是空气含尘不能太高，例如沙漠地区）。
15.1.3 户外设备的热设计方案

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