先進(jìn)院導(dǎo)熱石墨片是一種的高導(dǎo)熱散熱材料，具有的晶粒取向，沿兩個(gè)方向均勻?qū)幔瑢訝罱Y(jié)構(gòu)可很好地適應(yīng)任何表面，屏蔽熱源與組件的改進(jìn)消費(fèi)類電子產(chǎn)品的性能。產(chǎn)品均勻散熱的也在厚度方面提供熱隔離。

產(chǎn)品特性

強(qiáng)的熱傳導(dǎo)性.

低熱阻.

典型應(yīng)用

手持設(shè)備、移動(dòng)電話.

筆記本電腦、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、投影機(jī)、LCDTV.

通訊設(shè)備、光模塊、PA和動(dòng)力電池散熱模組.

LED、半導(dǎo)體制造設(shè)備。

技術(shù)參數(shù)

型號(hào)Property

19015

19010

19006

測(cè)試

顏色Color

黑色

黑色

黑色

Visual

材質(zhì)Material

石墨

石墨

石墨

Visual

厚度mm

0.05-2.0

0.05-2.0

0.05-2.0

ASTM D374

比重g/cm3

1.5

0.9-2.0

1.5-1.8

ASTM D792

耐溫范圍 ℃

-40～500

-40～500

-40～500

EN344

抗拉強(qiáng)度

715PS

715PS

715PS

ASTM F-152

體積電阻 Ω/CM

3.0*1013

3.0*1013

3.0*1013

ASTM D257

硬度Shore A

80

80

>80

ASTM D2240

阻燃性

V-0

V-0

V-0

UL-94

導(dǎo)熱系數(shù)（垂直方向）W/m-k

15

10

6

ASTM D5470

表

型 號(hào)

導(dǎo)熱系數(shù)

厚度(mm)

單位

備注

19006

6W/m.k

0.075

㎡

300元

19006

6W/m.k

0.100

㎡

250元

19006

6W/m.k

0.150

㎡

180元

19006

6W/m.k

0.200

㎡

200元

19006

6W/m.k

0.250

㎡

210元

19006

6W/m.k

0.500

㎡

250元

19006

6W/m.k

1.000

㎡

360元

19010

10W/m.k

0.075

㎡

1000元

19010

10W/m.k

0.125

㎡

850元

19010

10W/m.k

0.250

㎡

900元

19010

10W/m.k

0.500

㎡

1200元

19015

15W/m.k

0.125

㎡

1200元

19015

15W/m.k

0.250

㎡

1500元

備注：

1、可代客模切，免收模切費(fèi)。

2、導(dǎo)熱硅膠片單面背膠每片（200mm*400mm）加3元,雙面背膠加6元；

3、開模費(fèi)：長(zhǎng)方形和正方形產(chǎn)品開模費(fèi)100元一個(gè)，打孔、圓形、扇形、梯形等異形狀產(chǎn)品開模費(fèi)200元一個(gè)，單款訂單金額滿10000元免開模費(fèi)（可累計(jì)，先收后退）。

4、面積計(jì)算：長(zhǎng)方形或正方形要以外形尺寸計(jì)算，圓形、扇形、梯形等異形狀產(chǎn)品要按直徑為邊長(zhǎng)計(jì)算面積；以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格（200mm*400mm，3mm及以下厚度）計(jì)算，為客戶設(shè)計(jì)出的裁切方案及（如：客戶需要的尺寸為110mm *60 mm；裁切方案是：寬200mm÷60 mm=3片，長(zhǎng)400mm÷110mm=3片，3片×3片=9片，每片的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格（200mm*400mm，3mm及以下厚度）的裁切方案為9片；裁切剩下的屬于邊角廢料，邊角料不退回。

5、凡厚度超過3mm的，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為250mm*320mm。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選擇：功率半導(dǎo)體熱管理的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

功率半導(dǎo)體模塊的工作壽命與可靠性，很大程度上取決于其封裝內(nèi)部的熱傳導(dǎo)路徑是否高效。分立功率半導(dǎo)體器件，如MOSFET、IGBT、整流二極管等，在新能源汽車電驅(qū)、光伏逆變器、工業(yè)變頻器等場(chǎng)景中頻繁面臨高達(dá)數(shù)百安培的電流沖擊。傳統(tǒng)導(dǎo)熱硅脂成本低，但在長(zhǎng)期熱循環(huán)中會(huì)發(fā)生泵出效應(yīng)，導(dǎo)致界面熱阻逐漸增大。彈簧夾緊結(jié)構(gòu)在模塊安裝中廣泛應(yīng)用，依靠恒定壓力保證接觸。當(dāng)彈簧與夾子安裝導(dǎo)熱相變材料結(jié)合時(shí)，便能從物理機(jī)制上解決泵出問題。在-40℃至80℃的寬溫范圍內(nèi)，這種材料能經(jīng)歷固態(tài)與液態(tài)的相變循環(huán)而不失效，始終填充界面微間隙。對(duì)于設(shè)計(jì)者而言，必須在模塊選型階段就考慮熱界面材料的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，而非僅僅關(guān)注初始導(dǎo)熱系數(shù)。彈簧壓緊力通?？刂圃?0至50牛頓每平方厘米，這一壓力區(qū)間恰好是此類材料發(fā)揮zuijia性能的窗口。若使用普通導(dǎo)熱墊片，可能在極端低溫下變硬、失去回彈性，導(dǎo)致接觸熱阻陡增。而選用專為分立功率半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的相變材料，則能在安裝時(shí)預(yù)剪切、在工作溫度下液化浸潤(rùn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)散熱器表面微觀凹凸的完美填充。從材料科學(xué)角度觀察，相變基體與導(dǎo)熱填料的配比決定了相變潛熱值與粘度。優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品能在80℃時(shí)仍保持一定內(nèi)聚力，不溢出邊緣，低溫-40℃時(shí)不脆裂。這使得夾子安裝導(dǎo)熱相變材料成為一種兼具施工便利性與熱性能優(yōu)勢(shì)的解決方案。在實(shí)際產(chǎn)線中，操作員無需像涂硅脂那樣控制厚度均勻性，只需將預(yù)切成型的片材貼合于模塊基板，鎖緊彈簧即可。

從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)線：寬溫域相變材料的技術(shù)落地

目前市面上常見的導(dǎo)熱相變材料，熔點(diǎn)大多設(shè)定在45℃至60℃之間。這一區(qū)間既匹配功率半導(dǎo)體常見的基板溫度，又能在斷電冷卻后重新固化，避免污染物侵入。當(dāng)模塊長(zhǎng)期工作于戶外環(huán)境，例如光伏逆變器在沙漠地區(qū)白天表面溫度可能接近80℃，而夜間驟降至0℃以下，普通相變材料可能在反復(fù)熔凝過程中出現(xiàn)填料的沉降分層。先進(jìn)院(深圳)科技有限公司通過對(duì)填料進(jìn)行表面改性處理，配合特殊的交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)，成功將導(dǎo)熱相變材料的耐溫范圍擴(kuò)展至-40℃至80℃，且經(jīng)過1000次熱循環(huán)后導(dǎo)熱系數(shù)衰減低于5%。這一數(shù)據(jù)來源于獨(dú)立第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)的加速老化實(shí)驗(yàn)。對(duì)于模塊導(dǎo)熱相變材料而言，導(dǎo)熱系數(shù)固然重要，但相變過程中的體積膨脹率同樣不可忽視。多數(shù)有機(jī)相變材料在液化時(shí)體積膨脹約10%至15%，若封裝結(jié)構(gòu)沒有預(yù)留足夠的溢流空間，可能導(dǎo)致外殼鼓包甚至破裂。合理的設(shè)計(jì)是在模塊基板邊緣設(shè)置0.1至0.3毫米的溢膠槽，或在材料預(yù)成型時(shí)采用帶孔結(jié)構(gòu)，允許相變過程中多余的材料向指定區(qū)域流動(dòng)。彈簧夾緊系統(tǒng)恰好能提供必要的背壓，抑制過度膨脹。在自動(dòng)化貼裝產(chǎn)線中，模塊導(dǎo)熱相變材料的另一大優(yōu)勢(shì)在于零散落物：片材在常溫下為固態(tài)，無粘性，工人操作時(shí)不會(huì)出現(xiàn)硅脂沾染PCB或手套的困擾。這種潔凈特性在汽車電子行業(yè)的IATF16949認(rèn)證產(chǎn)線上尤其受青睞。對(duì)于采用彈簧壓接方式的大功率模塊，夾子安裝導(dǎo)熱相變材料還能起到緩沖層作用，吸收彈簧加載時(shí)產(chǎn)生的weichong擊，保護(hù)芯片免受機(jī)械應(yīng)力損傷。這種結(jié)構(gòu)-材料一體化設(shè)計(jì)理念，正逐漸取代傳統(tǒng)的螺釘緊固加硅脂方案。

成本與性能的博弈：每平方厘米的工程經(jīng)濟(jì)學(xué)

熱管理方案選型本質(zhì)上是一場(chǎng)系統(tǒng)工程中的成本優(yōu)化游戲。一塊200瓦功率模塊，若因熱界面失效導(dǎo)致結(jié)溫升高10℃，其失效率可能翻倍。更換一塊模塊的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)成本往往數(shù)百元，遠(yuǎn)超熱界面材料本身的差異。以先進(jìn)院(深圳)科技有限公司推出的分立功率半導(dǎo)體專用相變材料為例，其定價(jià)為598.00元每平方米，折合每平方厘米約0.06元。一塊面積為40毫米乘60毫米的模塊基板，材料成本僅為1.44元。與動(dòng)輒幾十元的工業(yè)級(jí)導(dǎo)熱硅脂或昂貴的高性能陶瓷墊片相比，這一成本處于中等偏低區(qū)間。但必須看到，功率半導(dǎo)體材料領(lǐng)域存在明顯的性能-價(jià)格階梯。低端石墨墊片單價(jià)低，但無法耐受-40℃低溫下的塑性形變，更不具備相變浸潤(rùn)能力。高端液態(tài)金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)可超50W/mK，但存在電遷移風(fēng)險(xiǎn)且施工極為困難。相變材料恰好站在折中點(diǎn)：它提供了接近硅脂的界面熱阻值（通常0.05至0.1℃·cm2/W），具備墊片的預(yù)成型便利性和長(zhǎng)期可靠性。對(duì)于年產(chǎn)量10萬臺(tái)的設(shè)備制造商，僅熱界面材料一項(xiàng)的年度支出十余萬元，而因散熱故障導(dǎo)致的售后維修成本可能數(shù)十倍于此。更關(guān)鍵的是，使用模塊導(dǎo)熱相變材料后，可適當(dāng)降低散熱器體積或風(fēng)量，折合到整機(jī)BOM中又是顯著的成本節(jié)約。有工程團(tuán)隊(duì)做過對(duì)比測(cè)試：在相同功耗條件下，采用彈簧+夾子安裝導(dǎo)熱相變材料方案的散熱器，可比使用普通硅脂方案的散熱器縮小15%的翅片面積，因界面溫差減少了3.5℃。這意味著在有限體積內(nèi)可以集成更高功率密度。

實(shí)戰(zhàn)選型指南：如何為分立器件匹配正確的相變材料

在采購環(huán)節(jié)，工程師常被一大堆參數(shù)表困擾。對(duì)于分立功率半導(dǎo)體模塊，需優(yōu)先確認(rèn)三個(gè)核心指標(biāo)。第一，相變溫度必須高于模塊Zui高連續(xù)工作基板溫度的下限，以避免材料在工作時(shí)始終處于液態(tài)導(dǎo)致泵出。理想?yún)^(qū)間是將相變溫度設(shè)定在比模塊平均工作溫度低5℃至10℃的位置。第二，材料在-40℃低溫下的儲(chǔ)能模量應(yīng)低于一定數(shù)值，以確保彈簧壓接不會(huì)導(dǎo)致模塊基板彎曲變形。參考值是在-40℃時(shí)儲(chǔ)能模量小于100兆帕。第三，經(jīng)過加速老化后（例如85℃/85%RH環(huán)境下1000小時(shí)），材料的導(dǎo)熱系數(shù)變化應(yīng)小于10%，且無析油現(xiàn)象。先進(jìn)院(深圳)科技有限公司的產(chǎn)品經(jīng)過全套環(huán)境可靠性測(cè)試，可提供對(duì)應(yīng)曲線數(shù)據(jù)支撐。在實(shí)際安裝過程中，操作表面清潔度至關(guān)重要。任何油污或氧化層都會(huì)阻礙相變材料與基板之間的潤(rùn)濕。建議采用異丙醇擦拭散熱器表面，使用無紡布單向擦拭基板。彈簧夾緊力的設(shè)定需要參照模塊數(shù)據(jù)手冊(cè)，典型值在10至50牛頓間浮動(dòng)。過大的夾緊力可能壓碎芯片鈍化層，過小則無法保證相變材料的均勻液化。建議在組裝后使用熱成像儀掃描模塊表面溫度分布，溫差超過5℃的局部區(qū)域應(yīng)檢查彈簧壓力均衡度。對(duì)于采用多個(gè)分立器件并聯(lián)的高功率模組，每一顆器件都應(yīng)獨(dú)立使用預(yù)切成型片材，避免大面積整張材料因?yàn)槠骷叨裙疃霈F(xiàn)局部架空。Zui后必須指出，任何導(dǎo)熱相變材料都不是wanneng的。在要求超高導(dǎo)熱系數(shù)（>15W/mK）或極端高溫（>150℃連續(xù)工作）的場(chǎng)景下，仍需要采用燒結(jié)銀或銅基互連技術(shù)。但對(duì)于-40℃至80℃的民用及工業(yè)級(jí)功率半導(dǎo)體應(yīng)用，模塊導(dǎo)熱相變材料憑借其成本、性能與工藝兼容性的綜合優(yōu)勢(shì)，正逐步成為主流選擇。當(dāng)設(shè)計(jì)人員將彈簧機(jī)械結(jié)構(gòu)與相變材料的熱學(xué)特性作為一個(gè)系統(tǒng)來統(tǒng)籌思考，才能真正釋放功率半導(dǎo)體模塊的散熱潛力。