1、引言
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特点，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。
2、陶瓷垫片的性能特点
陶瓷垫片有以下特点：
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；
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；
⑷符合欧盟ROHS环保标准。
5、陶瓷垫片在电子负载中的应用
某电子负载（模块电源高温老化专用负载）共有16路，每路工作电流为10A（每路用一个功率MOS管做电子负载），每个功率MOS管的功耗高达32W，必须采取有效的散热措施来确保功率MOS管安全可靠地工作。因整个系统的功耗非常大，所以采用了4个150mmx120mm大型铝散热器（厂家无法加工一个长型铝散热器，所以用4个铝散热器替代），散热器位于PCB底部。功率MOS管选用IRFP150P（TO-247封装），将其卧倒安装在底壳散热器上，其导热材料选取了高导热性能的陶瓷垫片（普通导热垫片无法满足设计要求）。因产品无需做加强绝缘处理（内部电路对外壳电压差为10V~65V），故采取了镙钉方式固定功率MOS管，满足功能绝缘即可。
表1给出了该电子负载在常温25℃、风冷条件下的工作温度。从表1中的数据得出：功率MOS管的工作温度在45.3℃~66.3℃之间。该电子负载要求在高温65℃的条件下工作，则要再加上40℃的温升，可得出功率MOS管的工作温度在85.3℃~100.3℃之间，所有功率MOS管（其最高工作温度为160℃）的温升都在允许范围内。说明陶瓷垫片的导热性能非常优异，能满足大功率电源产品的散热要求。
6、结语
采用陶瓷垫片作功率器件和散热器之间的导热材料，具有导热效率高、耐高温/耐高压、受热均匀、散热快、结构简单紧凑，在大功率电源产品中具有广泛的应用前景。本文分析了陶瓷垫片的性能特点，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，最后给出了在电子负载（模块电源高温老化专用负载）上的应用结果。
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特点，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。
2、陶瓷垫片的性能特点
陶瓷垫片有以下特点：
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；
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；
⑷符合欧盟ROHS环保标准。
5、陶瓷垫片在电子负载中的应用
某电子负载（模块电源高温老化专用负载）共有16路，每路工作电流为10A（每路用一个功率MOS管做电子负载），每个功率MOS管的功耗高达32W，必须采取有效的散热措施来确保功率MOS管安全可靠地工作。因整个系统的功耗非常大，所以采用了4个150mmx120mm大型铝散热器（厂家无法加工一个长型铝散热器，所以用4个铝散热器替代），散热器位于PCB底部。功率MOS管选用IRFP150P（TO-247封装），将其卧倒安装在底壳散热器上，其导热材料选取了高导热性能的陶瓷垫片（普通导热垫片无法满足设计要求）。因产品无需做加强绝缘处理（内部电路对外壳电压差为10V~65V），故采取了镙钉方式固定功率MOS管，满足功能绝缘即可。
表1给出了该电子负载在常温25℃、风冷条件下的工作温度。从表1中的数据得出：功率MOS管的工作温度在45.3℃~66.3℃之间。该电子负载要求在高温65℃的条件下工作，则要再加上40℃的温升，可得出功率MOS管的工作温度在85.3℃~100.3℃之间，所有功率MOS管（其最高工作温度为160℃）的温升都在允许范围内。说明陶瓷垫片的导热性能非常优异，能满足大功率电源产品的散热要求。
6、结语
采用陶瓷垫片作功率器件和散热器之间的导热材料，具有导热效率高、耐高温/耐高压、受热均匀、散热快、结构简单紧凑，在大功率电源产品中具有广泛的应用前景。本文分析了陶瓷垫片的性能特点，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，最后给出了在电子负载（模块电源高温老化专用负载）上的应用结果。
