在功率器件散熱中,常見(jiàn)的方案主要有兩種:
散熱膏:通過(guò)膏體填充器件底部與散熱器之間的縫隙,降低界面熱阻。
金屬散熱片:直接在器件上方加裝鋁片或銅片,通過(guò)自身的導(dǎo)熱和表面積來(lái)帶走熱量。
兩者在設(shè)計(jì)中常常被拿來(lái)對(duì)比,實(shí)際差異主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
導(dǎo)熱路徑
散熱膏本身并不是很強(qiáng)的導(dǎo)體,它的作用主要是消除“氣隙”。一旦厚度控制得好,整體熱阻能顯著下降。
金屬散熱片則是“硬通道”,直接增加一個(gè)額外的導(dǎo)熱體,效果取決于片材的厚度、材質(zhì)以及是否和主散熱器緊密接觸。
長(zhǎng)期穩(wěn)定性
散熱膏容易老化、干裂,熱循環(huán)次數(shù)多了之后,導(dǎo)熱性能會(huì)下降。維護(hù)時(shí)必須重新涂抹。
金屬散熱片則相對(duì)穩(wěn)定,不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)就失效,但需要可靠的固定方式,否則會(huì)因震動(dòng)或熱膨脹帶來(lái)新的機(jī)械應(yīng)力。
裝配與工藝難度
涂散熱膏要求工藝一致性,如果厚度不均勻,會(huì)形成局部熱點(diǎn)。自動(dòng)點(diǎn)膠可以改善這一點(diǎn),但增加了成本。
散熱片的組裝相對(duì)直觀,但需要額外的空間,而且對(duì)焊接或螺絲固定提出要求。
散熱效果對(duì)比
在小功率器件上,散熱膏往往就足夠了,溫升能控制在安全范圍。
在高功率應(yīng)用中,單靠膏體不夠,需要金屬散熱片甚至加風(fēng)冷,才能把熱量徹底導(dǎo)走。
對(duì)工程師來(lái)說(shuō),關(guān)鍵還是根據(jù)功耗水平、使用環(huán)境、壽命要求來(lái)選型。