导热塑料解决方案

輻射 對流 傳導 發熱 體
熱傳播ounds
何謂導熱係數(Thermal Conductivity)？
當物質的兩端存在於不同溫度下時，就會產生熱轉 換的情形，平均熱能會由高溫傳向低溫，熱傳導速 率的計算如下所示：
物質
導熱值 W/m·K
k=
KL2070 VS PC 加熱前
25.8°C
25.8°C 25.6°C
Polycarbonate
26.1°C
KL2070, 9 W/mK
*為避免透明材料對熱相儀數據產生干擾，實驗用PC做了單純染色處理。
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL2070 VS PC 加熱120秒
KL2060覆蓋於加熱晶片上加熱前
28.2°C
28.5°C
28.8°C
KL 2060, 4.8 W/mK
28.8°C
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL2060 加熱六十分鐘後達到熱平衡(穩態)
28.0°C
33.7°C
37.7°C
KL2060, 4.8 W/mK
Transient State
Laser Flash Hot Strip
Steady State
Guarded Hot Plate Unguarded Hot Plate
Hot Wire
Hot DiskTM
Thermally Conductive Compounds

ISO 22007 量測範圍：0.005~500 W/mK 溫度範圍：10K~1000K 誤差值：<2% 針對塑料檢測

ASTM E1461 量測範圍>20W/mK 誤差值 6~10% 多針對金屬檢測
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
我們所使用的量測方式
量測原理
採用先進的瞬變平面熱源法(Transient Plane Source Method) 由Dr. Silas Gustafsson發明，通常被稱為 “Gustafsson Probe”
溫度
停止加熱
時間
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
加熱晶片長時間運作達到熱平衡(穩態)
55.0°C
27.8°C
*Heating the chip for 30 min and the temperature would not change.
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
35.4°C
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL2060 穩態時間溫度曲線
KL2060 中心溫度 KL2060 周圍溫度
時間 溫度 60 min
KL2060 試片平均溫度
室溫
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
選擇KoolymerTM的原因
熱相儀檢測
分析軟體
電源供應器 設定9V, 1.5A
Optris 紅外線熱相儀
發熱晶片
Thermally Conductive Compounds
紅外線熱相儀
+
發熱源
+
未改性塑料
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL2070 VS PA6 加熱前
27.1°C
27.1°C 27.0°C
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL2070 VS PA6 時間溫度曲線
KL2070 中心溫度 KL2070 外圍溫度 Polyamide 6 中心溫度 Polyamide 6 外圍溫度
溫度
停止加熱
時間
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
如何量測導熱係數？
依量測方法不同可分為穩定態(Steady State) 及瞬間態(Transient State)兩種方式： 1. 穩定態(Steady State)，顧名思義是將樣品 放置在封閉熱源之樣品槽中，在達成熱平 衡的過程中，記錄溫度 與時間的變化。 2. 瞬間態(Transient State)，則是提供樣品固 定功率的熱源，記錄樣品本身溫度隨時間 的變化情形，由時間 與溫度變化的關係即 可求得樣品的熱傳導係數(Thermal Conductivity)、熱擴散係數(Thermal Diffusivity)與熱容(Heat Capacity)。
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
導電型
導熱值 加工性 顏色 熱輻射 電阻值
普遍較高 普通 黑色 佳 極低
絕緣型
勝 勝
偏低 較差 灰色 / 可適度染色
勝
勝
差 極高
勝
成本 / kg
NT$400 ~ 1200
勝
NT$350 ~ NT$3000
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
溫度
停止加熱
時間
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL6070 VS PA6 加熱前
28.1°C
27.9°C
28.4°C
KL6070, 1.8 W/mK
28.0°C
Polyamide 6
*KL6070 是以PA6為基材的絕緣導熱塑料。
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
27.7°C
Polyamide 6
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL6070 VS PA6 時間溫度曲線
KL6070 中心溫度 KL6070 周圍溫度 Polyamide 6 中心溫度 停止加熱 Polyamide 6 周圍溫度
溫度 時間
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
陶瓷
2~4 高溫燒結
金屬
> 2.5
擠出 / 鑄造 / CNC 120 ~ 500
導電 高
導熱係數
電氣性 成本
0.1 ~ 0.3
絕緣 低
0.9 ~ 20
絕緣 / 導電 中
70 ~ 180
絕緣 極高
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
超高導熱 高溫級 導電 工程級 一般級 彈性體 高溫級 工程級 絕緣 一般級 彈性體 PP EPDM, EMA PA6/66 PPS, LCP PA6/66, PBT PP EPDM, EMA PPS, LCP PA6/66, PBT
Thermally Conductive Compounds
使用導熱塑料的正確觀念
總熱量散失是由上述三種熱流的總量，而材料 的導熱值只是針對傳導途徑散失的熱流，並未 包含輻射與對流散失的熱量。 其中熱輻射，是一種物體用電磁輻射的形式把 熱能向外散發的熱傳方式。它不依賴任何外界 條件而進行，傳熱效率卻跟物體表面的顏色有 關。 而對流則是藉著流體受熱，密度改變造成位移， 造成熱的轉移。發熱體的造型與工作環境便是 影響熱對流的關鍵。 導熱塑料的K值並不能作為散熱效率的「唯一」 依據，散熱模組的設計才是最終的解決方案。
KL6070 VS PA6 加熱120秒
51.9°C
54.6°C
28.6°C
KL6070, 1.8 W/mK
28.0°C
Polyamide 6
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL6070 VS PA6 加熱180秒
57.6°C
61.6°C
29.6°C
KL6070, 1.8 W/mK
37.8°C
54.0°C 27.0°C
Polycarbonate
32.6°C
KL2070, 9 W/mK
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL2070 VS PC 時間溫度曲線
KL2070 中心溫度 KL2070 周圍溫度 Polycarbonate 中心溫度 Polycarbonate 周圍溫度
規格齊 全
品質穩定
售後服務
經濟實 惠
高度客 製化
50.5°C 29.6°C
KL6070, 1.8 W/mK
28.2°C
KL6070, 1.8 W/mK
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL6070無鰭片 VS KL6070有鰭片 時間溫度曲線
KL6070有散熱鰭片的中心溫度 KL6070有散熱鰭片的周圍溫度 KL6070無散熱鰭片的中心溫度 KL6070無散熱鰭片的周圍溫度
ΔT : 時間 ΔQ : 熱流
ΔQ A Δt
ΔT
x x : 厚度
A : 截面積 Δt : 溫差
k : 導熱係數
奈米碳管 銀 銅 黃金 鋁 氮化鋁 玻璃 水 尼龍 聚乙烯
1200 420 401 318 237 140 ~ 180 1.1 0.6 0.3 0.25
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL6070無鰭片 VS KL6070有鰭片 加熱前
28.1°C
28.2°C 28.4°C
KL6070, 1.8 W/mK
28.2°C
KL6070, 1.8 W/mK
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL6070無鰭片 VS KL6070有鰭片 加熱120秒
46.6°C
導熱塑料解決方案
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
何謂導熱塑料
？
在塑料中添加導熱素材，經物理混鍊分散 後，提高塑料的導熱效果，利用塑料的流 動性，可透過注塑或擠出工藝，成型終端 產品，藉由生產效率、輕量化與可回收利 用等優勢，可作為在散熱與導熱上的解決 方案。
導熱塑料
Polyamide 6
27.3°C
KL2070, 9 W/mK
*KL2070 的基材使用PPS
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
KL2070 VS PA6 加熱120秒
37.2°C
52.4°C 27.0°C
Polyamide 6
32.2°C
KL2070, 9 W/mK
特性
採用 ISO 22007-2-2008標準 不會受到接觸電阻的影響 適用於各種型態的樣品 量測範圍廣：0.005~500 W/mK 量測溫度範圍廣：10K~1000K 精確度極高：<2%
導熱塑料
Thermally Conductive Compounds
塑膠
比重 成形 0.9 ~ 1.4 注塑 / 擠出 1.7 ~ 1.9 注塑 / 擠出