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芯片特别不耐压时，考虑更软的材料，避免由于压力过小导致界面间缝隙填充不严密。 之前的文章给大家分享过一些关于新能源车载3KW的AC-DC充电机的内容（新能源车载系统模块结构与热设计（IP67可靠性改良方法）） 里面有就用到导热硅胶片，如下图所示， 导热硅胶片应用图 我们来说说采用此导热方式的原因。 此产品是车载、而且整机空间尺寸受限，功率密度比较适中，采用自然冷却散热的方式，MOS管外壳与PCB接触，金属面面向散热器。 这样设计的目的是减少路径上的热阻，尽可能发挥散热器的性能。 那么势必带来两个问题： n 绝缘要求，需要解决hipot、EMC等的问题。 n 接触良性，对导热影响 导热硅胶片/导热垫（无硅油）可以完美解决这些问题。 导热硅胶片一款超柔软（类似饺子皮）的高导热性能的材料（导热系数1.5~18W/m.K），在低压力的情况下表现出较小的热阻和很高的形变量（压缩比15~30%），拥有非常好的填缝性能，推荐使用在公差比较大的平面。另外具有双面低粘性，不需要额外的阻碍导热的粘胶涂层亦可背胶处理，强粘性粘接。 通过多方调研与样品申请测试试用后，最终选定合肥傲琪的导热硅胶片。 其优势在于， 1. 性能 n 与电子组件装配使用时，低压缩力下表现出较低的热阻和较好的电气绝缘特性，击穿电压(>3kv/mm)。在-40℃~200℃可以稳定工作,满足UL94V0的阻燃等级要求。 n 厚度选择（0.3/0.5mm、1.0mm每0.5mm递增至12mm，适合不同发热元器件与外壳间隙填充。 n 无硅油款适合对硅油敏感的电子产品（带有摄像头解决雾化现象）。 n 导热垫能够填充缝隙,完成发热部位与散热部位的热传递,增加导热面积,同时还起到减震、绝缘、密封等作用,能够满足设备小型化、超薄化的设计要求,是极具工艺性和使用性的新材料。 2. 定制化服务 特殊厚度可以按照要求定制，标准长宽400*200mm，按照需求尺寸定制特殊形状CAD图纸刀模模切加工）。 测试验证 接下来我们看看基于Flotherm软件模拟，与实验测试的结果情况。 仿真模拟元器件侦测位置 仿真模拟元器件侦测温度 仿真流场云图 可以看出，仿真的各元器件结果基本满足设计要求，两个电感温度有些超标，分析原因，可能是风道设计问题，到两个电感区域的有效风较少，没有及时将热量带走导致。 后续的版本我们做了一些优化，篇幅受限，这里就不做详细介绍，感兴趣的可以下载模型后自行研究。 在仿真后期，打样组装成品之后，我们对实物做了温升测试，测试数据如下表所示， 试验测试数据 可以看出，此版本的仿真、实测的结果都反馈出少数部分元器件温升有问题，这也给我们整机热管理改善、结构设计优化提供了方向指引。 无论结果如何，我们都需要将获取的原始数据，整理成易懂的报告，以图片、表格等形式进行汇报，方便项目干系人及时、明确的知晓项目进展、潜在的风险等。 热设计报告 优秀的工程师，除了技术过硬，向上汇报的能力也必须具备，这是软实力的体现，下面是该项目的报告内容，截取部分，大家感兴趣可查阅之前的文章（如何向上汇报：专业的热设计报告）。 注意事项 n 若某堆发热元器件在一起，导热硅脂与导热硅胶片一起使用的情况，需要将散热器分开设计，避免因导热硅胶片压缩率、结构面平整度、安装与设计公差等因素，致使导热硅脂接触不良，从而影响发热源散热。 n 任何项目都不是一蹴而就的，在理论计算、仿真、测试等结果基础上进行不断迭代优化设计，最终结合成本、空间尺寸、供应链、工艺等因素，形成项目的最终设计方案。 至此，一个完整的项目，从结构设计、热设计到测试，总结汇报完整的研发过程就介绍完毕，如果大家一些心得体会，欢迎在评论区或私信我交流。
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发表于 2024-10-11 10:26:28
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