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隨著(zhù)電子元器件的集成度和功率的不斷提高，散熱量和熱流密度也越來(lái)越大，散熱問(wèn)題的解決成為一個(gè)極其關(guān)鍵的技術(shù)。散熱問(wèn)題不僅對傳統散熱技術(shù)提出了更高的要求，同時(shí)也對導熱材料有更高的要求。 近期，來(lái)自英國的維酷（VRYCUL）公司率先將液態(tài)金屬技術(shù)應用到散熱領(lǐng)域中，研發(fā)出了具有超高導熱性能的液態(tài)金屬散熱片和導熱膏。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。 作為運用于高精電子產(chǎn)品之中的液態(tài)金屬導熱產(chǎn)品，必須在高溫、高腐蝕、高濕度等嚴酷環(huán)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(chǎn)品進(jìn)行嚴格的測試，以論證維酷液態(tài)金屬導熱產(chǎn)品的優(yōu)勢所在。 產(chǎn)品測試 產(chǎn)品綜述：維酷(VRYCUL)共推出四款產(chǎn)品，TG-I與TG-II液態(tài)金屬導熱膏和TP-I與TP-II液態(tài)金屬導熱片。TP系列液態(tài)金屬導熱片和TG系列液態(tài)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(fā)物質(zhì)，可靠性高、觸變性好，可以保證精密散熱系統長(cháng)期安全穩定運行。由于同一系列的產(chǎn)品性能相似，本文只針對TP-I和TG-I進(jìn)行高溫測試，腐蝕測試，熱沖擊測試和相變膨脹實(shí)驗。 維酷(VRYCUL)液態(tài)金屬導熱膏和導熱片 產(chǎn)品性能參數,
測試平臺簡(jiǎn)介 實(shí)驗平臺如圖1所示，由熱源、上下銅塊、導熱片、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(shí)間為20h、40h、60h、80h、100h時(shí)接觸熱阻的變化情況。 
圖1 熱阻測試平臺 高溫實(shí)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(shí)驗條件下，須在150℃情況下測試100小時(shí)。測試結果如圖2所示，由圖可知，經(jīng)過(guò)150°C高溫100小時(shí)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(jiàn)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(shí)驗用紫銅和紫銅鍍鎳作為腐蝕材料，在150°C下，腐蝕100小時(shí)。實(shí)驗結果見(jiàn)圖3和圖4。由圖片可見(jiàn)，接觸TP-I導熱片和TG-I導熱膏的結構材料均無(wú)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(huán)測試200小時(shí)。實(shí)驗結果如圖4所示。實(shí)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(jiàn)衰減，耐溫度沖擊性能極佳。
圖 5 Vrycul TG-I導熱膏和TP-I導熱片的熱沖擊實(shí)驗結果 相變膨脹實(shí)驗：一般而言，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，它們的固化膨脹率均為3%，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，螺釘一般不會(huì )對器件產(chǎn)生任何壓力影響。 實(shí)際應用中，若散熱系統裝配完成螺釘達到標準扭矩后還可來(lái)回左右旋轉1-2度左右器件不至損壞，表明使用液態(tài)金屬導熱片不會(huì )出現任何因相變導致的器件損壞風(fēng)險。此外，熱沖擊實(shí)驗表明，普通的螺釘緊固也不會(huì )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(jīng)測試表明，維酷旗下的液態(tài)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(huì )在原有的基礎上繼續探索研發(fā)，以滿(mǎn)足更多高端散熱用戶(hù)的需求。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
