陶瓷垫片在大功率电源产品中如何应用？

陶瓷垫片 是一种高导热性能的材料，主要由氧化铝组成（氧化铝含量高达96%以上），外观呈纯白色，质地坚硬，主要用于功率器件与散热器之间的传热和电气隔离。它与功率器件（如功率 MOS 管、功率三极管等）、铝散热器、 PCB 板紧密结合后，密封性能极佳，能达到防尘、防水、导热、绝缘的理想效果，并能适应高温、高压、多尘的恶劣工作环境，提高设备运行的安全性和稳定性。文中分析了陶瓷垫片的性能点，并对它在 电源 产品应用中的安规、工艺、结构等设计进行了探讨，最后给出了它在电子负载（模块电源高温老化专用负载）上的应用。

二、陶瓷垫片的性能特点

陶瓷垫片有以下特点：

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　　⑴陶瓷垫片导热系数（20℃）高达20 W/(m-K)~30W/(m-K)，远比普通导热垫片的导热系数高，因此在功率器件散热要求非常苛刻的条件下得到了广泛的应用。而目前导热垫片的导热系数大都在2.0 W/(m-K)以下，导热系数较高的贝格斯SIL-Pad2000系列也只有3.5W/(m-K)；


　　⑵耐高温和高压。陶瓷垫片的击穿强度在10kV~12kV，允许使用的最高温度达1600℃，能适应高温、高压、高磨损、强腐蚀的恶劣工作环境，满足电源产品在各种场合的应用要求；

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　　⑶使用寿命较长。可以减少设备的维修次数，提高设备运行的安全性和稳定性；1 H) }# h, R, C  @5 ]0 |
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　　⑷符合欧盟RoHS环保标准。

三：散热路径

普通导热垫片是由软介质的材料组成，可以填充功率器件和散热器表面之间的细小间隙，减小其接触热阻。而陶瓷垫片由质地坚硬的氧化铝组成，表面有一定的粗糙度，如果直接装配，功率器件与陶瓷垫片之间、散热器与陶瓷垫片之间会存在很多间隙，严重影响散热效率，使散热器的性能大大打折扣，甚至无法发挥作用。因此，在采用陶瓷垫片做导热材料时，还需要在其两个表面涂加导热硅脂，用于填充陶瓷垫片与散热器、陶瓷垫片与功率器件之间的细小间隙，减小它们之间的接触热阻。" K+ m9 {! b: u/ W# |
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　　加装陶瓷垫片后，功率器件到环境温度的热阻主要由导热硅脂热阻、陶瓷垫片热阻、导热硅脂热阻、散热器热阻组成。其散热路径分为两部分：# ~& P" W1 V% B2 P' k
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　　⑴功率器件（热源）→导热硅脂→陶瓷垫片→导热硅脂→散热器（热传递以传导为主）；

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　　⑵散热器→环境空气（热传递以对流为主）。