高可靠性导热材料研发生产厂家
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工业相机、精密检测仪、光通信模组这类设备,散热设计要同时满足两组要求:芯片温升要控制住,光窗洁净、连接可靠性和装配精度也不能出问题。导热材料如果只满足导热系数、却没兼顾挥发物、表面迁移和压缩载荷,很可能把新的不确定性带进整机——热是降了,镜头花了。
盛元 AF 无硅导热垫片系列采用非有机硅基材体系,以不引入硅油与硅氧烷组分的配方设计,减少有机硅污染来源。AF500、AF800、AF1000 分别提供 3.0、8.0、10 W/(m·K) 标称导热系数,支持按结构模切,覆盖从常规填隙到较高热传导需求的界面。
硅胶类导热垫片应用成熟,这没问题。但对镜片、光窗或精密触点附近的界面,非有机硅材料提供了控制特定污染来源的另一条路线。
一个经典案例来自欧姆龙的使用注意事项:周边有机硅材料产生的气体,可能使继电器触点表面形成氧化硅,造成接触不良。AF 系列把无硅基材配方、间隙填充和模切定位结合起来,适合纳入这类项目的样品比较。
不过无硅这个词本身,边界必须说清楚:
· 无硅指非有机硅基材体系,并非宣称材料不含任何硅元素;
· 0 硅氧烷属于配方定位;特定硅氧烷的"未检出"结论,需注明检测方法与检出限;
· 低析出、低挥发应按具体规格及约定工况验证,不能等同于所有条件下绝对零污染或零挥发。
项目 | |||
导热系数 W/(m·K) | 3.0±0.3 | 8.0±0.8 | 10±1 |
厚度 mm | 0.5–5 | 0.5–5 | 0.5–2 |
颜色 | 白色/灰色 | 灰色 | 灰色 |
密度 g/cm³ | 2.8±0.2 | 3.3±0.2 | 3.3±0.3 |
硬度 Shore 00 | 55/70 | 70 | 70±8 |
应用温度 ℃ | −40~125 | −40~125 | −40~125 |
交流击穿电压 kV | ≥8 | ≥8 | ≥4 |
体积电阻率 Ω·cm(250 V) | ≥10¹² | ≥10¹¹ | ≥10¹¹ |
热阻 ℃·in²/W | ≤0.5 @30 psi | ≤0.4 @30 psi | ≤0.13 @50 psi |
阻燃 | UL94 V-0 | UL94 V-0 | UL94 V-0 |
片材规格 | 200×300 mm 或定制 | 同左 | 同左 |
模切加工 | 支持定制 | 支持定制 | 支持定制 |
数据来源:盛元 Datasheet。导热系数测试方法均为 ASTM D5470。

三款的推荐侧重:
· AF500:常规填隙和热负载允许的精密控制板的评估起点。可比较 55 与 70 Shore 00 两个选项的装配表现——先确认贴合与载荷,再判断 3.0 W/(m·K) 够不够用;
· AF800:AF500 在既定厚度和装配条件下热表现不足时的比较对象。导热能力更高,但实际收益仍要结合接触热阻、压缩状态和整机散热路径判断;
· AF1000:面向 0.5–2 mm 厚度范围内的较高导热需求。适合与 AF800 做同厚度、同装配条件比较,看 10 W/(m·K) 等级带来的温升收益能否满足项目目标。
一维稳态导热可用 R = t/(kA) 估算。厚度和面积相同的理想条件下,提高 k 值可以降低本体热阻。看一组计算示例:实际厚度 1.0 mm、有效传热面积 20×20 mm、均匀传热功率 10 W,仅用三款产品的标称导热系数计算:
计算项目 | |||
理论材料本体热阻 K/W | 0.833 | 0.313 | 0.250 |
理论材料两侧温差 ℃ | 8.33 | 3.13 | 2.50 |
这是理想模型计算,非整机实测,不包含接触热阻、扩散热阻或散热器热阻,不能作为芯片降温幅度承诺。实际界面还受表面平整度、装配压力和压缩后厚度影响。
举个例子:AF1000 在 2 mm 厚度时的理论单位面积本体热阻,与 AF500 在 0.5 mm 厚度时,并不能仅按导热系数高低判断优劣——厚度把导热系数的优势吃掉大半。
所以正确顺序是:优先匹配真实间隙,再选择能实现可靠贴合的最小合理厚度,通常比单独追求导热系数更有效。
AF 系列具备自粘定位和模切加工特性,便于按芯片、外壳或散热板形状安装。两个提醒:硬度不能直接替代压缩力曲线;薄 PCB、光学支架和敏感封装,应在装配公差范围内验证压缩反力,并评估增加背胶对热阻和挥发物的影响。
TDS 中的 30 psi 或 50 psi 是热阻数值的测试压力,不是要求客户必须采用的装配压力,也不是材料的压缩反力曲线。换算成载荷感受一下:
· 30 psi ≈ 207 kPa,作用于 20×20 mm 面积 → 载荷约 82.7 N
· 50 psi ≈ 345 kPa,同面积 → 约 137.9 N
结构能否承受这些载荷,要结合封装、PCB、支架及受力路径判断。实际只能提供较低压力时,就应比较这一压力下的界面热阻与接触状态,别拿高压力测试数据直接做设计。
压缩率按 ε = (t₀−g)/t₀ 估算(t₀ 初始厚度,g 装配间隙)。例如间隙在 0.8–1.0 mm 变化,用理想 1.0 mm 垫片,几何压缩率就是 0–20%:最大间隙时可能缺少预压,最小间隙时要检查反力。这还没计入垫片厚度公差。
确定规格时,应把垫片厚度公差与结构最小、最大间隙一起计算,再核对对应温度和压缩率下的反力、恢复情况及压缩永久变形。AF500 的 55/70 硬度选项可用于比较,但硬度数值替代不了上述数据。
一个设计方法示例:对"处理芯片—导热垫片—金属外壳"的工业相机结构,可同时记录芯片测温点、壳体温度及图像焦点稳定性;样品比较保持功耗、环境、外壳散热条件和测温方法一致。这属于设计方法说明,不是 AF 系列客户装机实测。
光模块、工业相机、精密摄像设备往往在有限空间内同时布置发热芯片和光学部件:热量要及时传到金属外壳,镜片、光窗和耦合区域又要控制可凝结污染物。这正是无硅基材导热垫片评估价值最明确的场景。

AF1000 优先用于发热集中、散热路径短的芯片到壳体界面;AF800 适合兼顾填隙和较高导热的区域;AF500 用于热负载较低的控制或辅助电路。选型还需核对光学部件附近的可用空间、装配压力,以及导热片是否会挤入光路或连接区域。
工业视觉控制器、精密检测仪、医疗影像设备的控制与处理单元,可在主控、FPGA、存储或电源器件与机壳之间评估 AF 系列。含继电器、精密连接器或光学传感模块的结构,减少有机硅污染源尤其有针对性。
一般控制及采集板从 AF500 开始;局部功耗更高的处理或电源器件比较 AF800 与 AF1000。注意:医疗电子应用限定为设备内部电子散热部件,材料选用仍需纳入整机电气安全、清洁与材料兼容性验证,不延伸为患者接触、植入或生物相容性承诺。
SSD、存储颗粒、供电器件及部分辅助芯片,常通过导热垫片把热量传至屏蔽罩、散热模组或机壳。AF500 用于常规间隙候选,AF800/AF1000 比较局部热点需求。薄型设备要同步考虑键盘面与外壳温度、主板变形、跌落振动后的定位及拆装维护。CPU/GPU 核心界面是否适合用垫片,由结构设计决定,不能直接替代原设计中的硅脂或相变界面。
SSD 没有读取磁头和磁性盘片,关注点是控制器与 NAND 温升、板级材料兼容性及连接区域洁净性:AF800/AF1000 可作控制器局部热点候选,AF500 用于较低热负载区域。机械硬盘内部结构和洁净规范不同——外部控制板散热与放入盘腔内是两种应用,必须分别取得结构和材料认可。
路由器、无线接入点、移动终端及通信模组,可在主控、射频功放、电源与金属散热件之间评估 AF 系列。带摄像模组、精密连接器或继电器的结构,无硅配方可减少一类潜在污染来源。AF500 适合一般填隙,AF800/AF1000 用于局部高热传导位置,同时检查射频与绝缘兼容性。
ECU、车载导航及座舱电子中,控制芯片、电源器件和存储单元通常需要向金属壳体导热。AF500 作常规控制板候选,AF800/AF1000 用于局部高热负载器件;车载摄像头等邻近光学部件的结构,无硅配方可帮助控制有机硅污染源。
三款产品 TDS 应用温度均为 −40~125 ℃。发动机舱项目必须核对界面实际最高温度,结合油液、冷却液、湿热、振动及热循环条件验证——不能将该温度范围等同于已通过车规项目认可。
BMS 管理电路、BDU 配电及开关部件的热路径和电气环境不同。靠近继电器或接触器的材料,要重点评估挥发物对触点系统的影响——AF 系列可作为减少有机硅来源的候选,但具体接触器的密封结构和材料允许清单仍应单独核对。

AF500 优先评估 BMS 板级常规散热;BDU 或控制单元局部发热点进一步测试 AF800/AF1000。导热材料应布置在设计确认的传热与绝缘区域,避免侵入触点、运动机构或连接表面。
电芯到液冷板的大面积界面,还需同时评估压缩反力、厚度公差、面密度、成本和自动化装配,不能仅凭高导热系数定方案;系统电气绝缘、防火隔热与热失控防护,分别按相应功能要求设计。另外注意:AF1000 的 UL94 V-0 标注仅适用于 TDS 所列 1–2 mm 厚度,不能延伸至 0.5 mm,也不能代替电池包级防火或热失控传播验证。
长期运行的设备,需要观察材料受热后的性能变化。盛元既有非硅产品资料收录了一份 AF500 内部可靠性测试记录:试样厚度 3.5 mm,110 ℃ 老化 1008 小时,各阶段记录导热系数与硬度:
时间 h | 0 | 168 | 336 | 504 | 672 | 840 | 1008 |
导热系数 W/(m·K) | 3.35 | 3.29 | 3.25 | 3.28 | 3.30 | 3.26 | 3.27 |
硬度 Shore 00 | 48 | 39 | 55 | 49 | 41 | 47.5 | 42 |
试样导热系数由 3.35 变为 3.27 W/(m·K),保持率约 97.6%;全部导热系数记录相对初值的变化均处于报告给出的 ±15% 判定范围内,硬度记录也处于初值 48±10 范围内。

图表来源为 2025 年内部历史报告,其初始导热系数、硬度及试样厚度与当前 TDS 参数表不同,应保留各自试样背景,不作为当前产品规格的替代值。样品验证时,应保留初始厚度、压缩条件和导热测试条件,并根据设备环境补充热循环、湿热、装配保持性和析出测试;硅敏感结构还应加入光窗冷凝、挥发物组分或继电器兼容性观察,让热性能与洁净性在同一应用条件下被评价。
精密仪器对洁净性的要求,应落到可核查的指标上。配方不引入有机硅、特定硅氧烷检测未检出、整机光窗未观察到沉积——这三件事分别回答不同问题,谁也不能替代谁。无硅配方有针对性,但仍需关注非硅挥发物、析出物及周边辅材。
| 评价内容 | 建议记录的条件与指标 | 用于回答的问题 |
特定硅氧烷检测 | 目标组分、采样或提取方法、检出限、定量限及检测结果 | 约定方法下是否检出指定的硅氧烷 |
光窗冷凝与表面沉积 | 材料与光窗温度、距离、时间、透过率或雾度变化及表面照片 | 实际结构中是否出现影响光学功能的沉积 |
受热受压析出 | 温度、压力、接触基材、时间、迁移面积或质量及测量方法 | 析出物是否迁移至敏感区域 |
装配后的功能兼容性 | 器件温度、光学指标、接合开关功能及复测时间 | 热与洁净表现能否同时满足项目要求 |
本表为建议验证项目,不表示 AF500、AF800、AF1000 已完成这些测试。判定限值由项目要求确定。
方法上还有几个要点:
· 验证装配体,而非单独看垫片:光窗沉积验证可设置不放候选垫片的空白对照,各候选材料采用相同温度、时间、安装距离和样品用量,必要时加入现用材料作比较。先记录光学指标和表面状态,约定工况后复测,避免只凭肉眼判断;
· 辅材纳入控制:额外背胶、离型材料残留、密封胶和装配清洁过程都应纳入;成品规格增加背胶时,验证对象应包含背胶层;
· 真空项目单独约定:可按需评估 TML、CVCM 等释气指标。ASTM E595 属于真空释气评价方法,并非 AF 系列已获得的测试认证,也不直接等同于常压仪器的光窗兼容性测试。
现有 TDS 支持型号参数比较,AF500 历史报告支持特定试样的高温老化观察;指定硅氧烷含量、光窗沉积、低