導熱界面材料及其在電子散熱中的應用

最新 03-02

隨著功能和功率的提高，熱管理技術的要求越來越高。電子產品各個元件的散熱不僅與發熱元件本身有關，還和元件間互聯密度和界面接觸材料的熱傳導特性有很大的關係。因此，熱界面材料成為了影響熱管理技術未來發展的關鍵技術之一。下面從5方面介紹導熱界面材料。

1、什麼是導熱界面材料

2、導熱界面材料有何用

3、導熱界面材料基本特性

4、導熱界面材料產品

5、導熱界面材料在電子產品上的應用

1、什麼是導熱界面材料

導熱界面材料（Thermal Interface Materials，TIM），也叫界面導熱材料。是一種普遍用於IC封裝和電子散熱的材料，主要用於填補兩種材料接合或接觸時產生的微空隙和表面凹凸不平的孔洞，減少傳熱熱阻，提高散熱性能。

2、導熱界面材料有何用

導熱界面材料是影響熱效率高低的關鍵材料。

在微電子材料表面和散熱器之間存在極細微的凹凸不平的空隙，如果將他們直接安裝在一起，它們間的實際接觸面積只有散熱器底座面積的10%，其餘均為空氣間隙。因為空氣熱導率只有0.025W/(m.K)，是熱的不良導體，將導致電子元件與散熱器間的接觸熱阻非常大，嚴重阻礙了熱量的傳導，最終造成散熱器的效能低下。使用具有高導熱性的熱界面材料填充滿這些間隙，排除其中的空氣，在電子元件和散熱器間建立有效的熱傳導通道，可以大幅度低接觸熱阻，使散熱器的作用得到充分地發揮，並保證電子器件可以在適宜的溫度範圍內工作，保證電子器件性能的正常發揮。

3、導熱界面材料基本特性

4、導熱界面材料產品

市面上和工程上常用的導熱界面材料有下面五種：

1、導熱膏

2、導熱硅膠片

3、導熱相變化材料

4、導熱雙面貼

5、導熱石墨片。

4.1導熱膏

導熱膏，也稱導熱硅脂，以有機硅酮為主要原料，添加耐熱、導熱性能優異的材料，製成的導熱型有機硅脂狀複合物。性價比高，在電子散熱中最常見的導熱材料。但是操作不方便，一般的導熱膏會有硅油析出，時間長了會幹，使用年限長的產品不建議使用導熱膏。

4.2導熱硅膠片

以硅膠為基材,添加金屬氧化物等各種輔材,通過特殊工藝合成的一種導熱介質材料。在業內，又稱為導熱硅膠墊，導熱矽膠片，軟性導熱墊等等，是專門為利用縫隙傳遞熱量的設計方案生產,能夠填充縫隙,完成發熱部位與散熱部位間的熱傳遞。同時還起到絕緣、減震、密封等作用,能夠滿足設備小型化及超薄化的設計要求，是極具工藝性和使用性，且厚度適用範圍廣，是一種極佳的導熱填充材料。

4.3導熱相變化材料

相變化材料(PCM， Phase Change Material)是指隨溫度變化而改變形態並能提供潛熱的物質。相變化材料由固態變為液態或由液態變為固態的過程稱為相變過程，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。

相變化材料現在主要是固固相變,在面對熱衝擊的狀況下，可以通過相變化，吸收一定的熱量，減緩大熱流密度的衝擊。就像在導熱通道上加了一個蓄水池。現在市場上的相變化材料的相變溫度大概是在45℃---50 ℃左右。相變化材料主要應用與類似CPU等存在瞬時大熱流密度的熱源上，可以起到很好保護作用,特別是在開機或重新啟動的瞬間。但是不易於保存以及安裝，有硅油析出,影響照明設備的光效。其可靠性不好，長期在高溫下，其性能會下降，一般使用2年，性能下降約 40%---70%。