导热泡棉垫片(TFG)

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  • 导热泡棉衬垫(TFG)
  • 各种类型的热发泡垫片和散热垫片
  • 超小型导热泡沫垫片

概要

  • 导热泡棉（TFG）采用了水平热传导度优秀的石墨片，将发热源（电路元件等）的热在短时间内传入热水池或金属板，使热扩散，从而降低发热源的温度。
  • 采用了心材耐热的聚氨酯泡沫塑料，恢复力优秀，提高粘性，保温效果优秀。
  • 无需限制现有的硅间距垫的缺点厚度，使用范围广。
    如：在10mm、20mm、30mm以上的空间中发挥导热效果。

  • 与硅橡胶垫片使用方法比较。

新概念导热垫片

主要特征

  • 使用具有良好水平导热性（400W/mk）的石墨
  • 表面光滑，便于滑动式覆盖外壳（散热板）。
     - 相反，硅胶导热垫片表面具有粘合性，所以难以以滑动方式安装外壳。
  • 所有石墨表面和侧面都覆盖有聚酯薄膜，以防止石墨颗粒.
  • 由于电路板具有良好的弹性和无过度压力，因此不可能弯曲电路板。
  • 可根据使用情况制造各种尺寸和形状，并易于调整热性能及硬度。
  • 持有多项相关专利

详细

导热泡棉垫片说明

试验产品尺寸：宽30mm，长30mm，厚3mm

目录 单位 数据 备注
导热系数 W/mK >2 ASTM C 518, ASTM E 1530-06
表面电阻 Ω/□ >1x108 ESQ-612-04
跟踪电阻率 V <105 K 30112, CTI
耐压 V <1000 ASTM D 149
使用温度 ℃ <120 ESQ-612-20
阻燃性 UL94V-0 (E221431)


与导热硅胶垫热传导时间比较测试

  • TFG和硅胶垫样品尺寸：28（W）x 32（L）x 10.5（T）
  • 通过将20%的试样压在加热板上测量温度变化。
  • 将加热板加热到150°C并连接TFG样品后，测量温度传感器达到40℃到60℃之间的时间。

类型 导热系数 平均到达时间
TFG >2 W/mK 70”
硅胶垫 2 W/mK 166”
3 W/mK 69”
5 W/mK 60”


※ 与导热硅胶垫对比导热泡棉的优点
  • 硅酮垫含有硅氧烷，在长时间使用时会硬化，但TFG不产生硅氧烷。
  • 硅橡胶垫的压缩恢复力很差，这可能会降低粘合力，但TFG使用了高弹性海绵，并具有良好的压缩恢复力，因此可以长期保持粘合力。
  • 随着时间的推移，硅垫往往会硬化，这会导致PCB弯曲，但TFG重量轻，弹性高，所以很少关注PCB弯曲。
  • 热源和散热片之间的间隙过大时，TFG比硅胶垫更轻量化

热性能改进阵列设置

大面积有效散热的佳导热系统


特点

  • 具有优良水平导热性的石墨片，有效地扩散热源的热能，并将其传递给散热片，有效地抑制了装置的温升。
  • 耐热聚氨酯海绵提供良好的压缩弹性。
  • 对于相同的尺寸，传热效率随着阵列数量的增加而增加。
  • 可以生产各种尺寸的产品。


性能测试结果

[试验条件]
  1. 按阵列号测量100毫米（宽）x 100毫米（长）x 3毫米（厚）样品。
  2. 将上热板温度设定为150℃，下测量部分温度设定为35℃。
  3. 将样品置于顶部和底部之间，压缩20%
  4. 通过样品测量上一排传递到下一测量单元并达到一定温度的时间（测量下一测量部分的起始温度到40℃到60℃的到达时间）。

阵列式热发泡垫片性能测试


[测试结果]

结果表明，与不带阵列的单一类型相比，随着阵列数增加到2、3、4等，热传导效率提高。

阵列数 热传导比较试验结果 (秒)
样品#1 样品#2 样品#3 样品#4 样品#5 平均
1 120.4 125.1 120.9 124.3 122.1 122.6
2 73.4 74.2 72.6 71.9 72.5 72.9
3 53.4 54.8 55.2 51.9 53.4 53.7
4 47.4 49.7 48.1 47.2 46.1 47.7

阵列式热发泡垫片热性能图

应用实例

导热泡棉垫片(TFG)将热量从热源传递到散热器或金属板，以防止过热。


  • 安装在热源上的热泡沫垫片
  • 安装在热源和散热器之间的导热泡沫垫片
  • 贴在PCB上的导热散热垫片


Versatile Applications

各类热发泡垫片的使用案例

产品支援

产品编号

热发泡垫片产品代码
Number Code Example
(1) Product Code TFG: 导热泡棉垫片
(2) Width (W) 280: 28.0mm
(3) Length (L) 300: 30.0mm
(4) Thickness (T) 090: 9.0mm

热发泡垫片结构


常见问题 (FAQ)

Q1. 与传统硅胶垫片相比，导热泡棉导电衬垫(TFG)的导热机制有何不同？冷却效率如何？ ▶

A.

  • 传统硅胶导热垫片是通过材料本身将热量仅沿垂直方向(Z轴)导出的方式；而导热泡棉导电衬垫(TFG)则采用一种新机制：来自下方热源的热量通过具有极高水平导热率(400W/mK以上)的石墨外皮快速水平扩散(Heat Spreading)，然后再传递到上方的散热片。
  • 虽然工程师常担心内部聚氨酯泡棉芯材的绝热特性，但 TFG 通过将热点的热量分散到整个外皮表面积上，使与散热片的有效接触面积达到最大化。
  • 硅胶垫片的导热热阻随着厚度增加而急剧上升；相反，TFG 凭借高导热石墨(400W/mK以上)的特性，其热阻几乎不随厚度改变。因此，在机械公差大或间隙宽(5mm以上)的结构中，TFG 能发挥出远为优异的冷却效率。

咨询: tres@esongemc.com / +86-10-8478-2376

Q2. 在高温环境下，聚氨酯泡棉芯材的压缩回弹性如何？是否存在因材料释气(Outgassing)而导致部件污染的风险？ ▶

A.

  • 在设计移动设备或车载显示器时，长期可靠性是必须评估的关键项目。
  • TFG 采用高弹性聚氨酯泡棉，即使在 85℃~125℃ 的严苛高温环境中长期压缩(推荐压缩率 10~20%)，也拥有极佳的长期(永久)压缩回弹率(90%以上)，从而保持稳定的接触。
  • 此外，通过精密的化学工艺，我们将密闭机壳内部可能释放的有机气体(Outgassing)降至最低。这从根本上切断了由于有机物沉积在接触点上而引发的二次可靠性问题(如光学膜片黄变、LCD/OLED 面板污染、接触点通信不良等)，因此可以放心地应用于车载及工业设备中。

咨询: tres@esongemc.com / +86-10-8478-2376

Q3. 在滑入式(Sliding)组装时，如何防止衬垫移位？针对石墨颗粒脱落导致的电路短路有什么防范对策？ ▶

A.

  • 硅胶垫片由于其固有的粘性(Sticky)，在通过滑动方式盖上外壳时，经常会发生垫片移位或撕裂的现象，这很容易降低量产良率。
  • 相比之下，TFG 的表面摩擦系数较低，因此可以顺畅地滑动并精准落座在组装线上。
  • 特别是为了防止导电性石墨粉末脱落(产生微粒)并在 PCB 基板的微细图形之间引发短路(Short)，Esong EMC 采用了专利包覆工艺，使用电气绝缘性优异的超薄 PET 薄膜将石墨的表面以及侧面切口完全密封。得益于此，即使在量产组装摩擦或长期振动环境中，也无需担心碳颗粒脱落，完美保障了电路的稳定性。

咨询: tres@esongemc.com / +86-10-8478-2376

Q4. 应用于薄型 PCB 基板或脆弱的面板区域时，能否预防因紧固压力引起的基板翘曲(Warpage)现象？ ▶

A.

  • 高集成度的薄层 PCB 具有许多微细间距图形，如果使用硬度较高的垫片进行压迫，会导致基板翘曲，从而引发焊点断裂(如 BGA 损坏)等致命缺陷。
  • TFG 内部芯材是含有空气的泡棉结构，因此达到相同压缩率所需的负荷(CLD)远低于硅橡胶类垫片。特别是，我们还单独提供了“Soft TFG”系列，其压缩特性比普通 TFG 柔软约 55%。
  • 因此，即使在螺栓紧固力矩较低或固定机构设计较为脆弱的结构中，它也能柔和地贴合，不会给基板或外壳带来过大的机械应力，从根本上预防了翘曲(Warpage)损伤。

咨询: tres@esongemc.com / +86-10-8478-2376

Q5. 能同时解决散热和 EMI 接地(Grounding)的“接地型导热泡棉衬垫(Ground TFG)”具有怎样的性能？ ▶

A.

  • 5G 通信模块、ADAS 雷达等功率密度高的超高频部件在发热的同时会释放强烈的 EMI 噪声。在狭小的空间内分别设计散热垫片和 EMC 衬垫存在空间和成本的局限。
  • “接地型 TFG”在导热石墨芯材的外层复合一体化了导电性能极佳的导电 cloth (Conductive Fabric)。
  • 由此形成了 Z 轴电阻小于 0.1Ω 的超低阻抗界面，确保了热源与金属机壳之间完美的接地路径。结果表明，仅通过部署单一方案，即可在即时导出高温热量的同时，将辐射噪声旁路(Bypass)至机壳并使其衰减，对于结构轻薄化和缩短工序非常有效。

咨询: tres@esongemc.com / +86-10-8478-2376

参考资料

没有数据。