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隨著電子設(shè)備不斷將更強大的功能集成到更小的組件中，設(shè)計空間尺寸越來越小，大型散熱部件的應(yīng)用受到了限制。元器件使用過程中產(chǎn)生的熱能日益增長，如不能及時散熱，溫度的升高會導(dǎo)致器件門延遲增加，運行速度減慢，器件可靠性下降，壽命縮短。因此，在架構(gòu)緊縮、操作空間越來越小的情況下，如何有效地從產(chǎn)生更高溫度的元件中移走大量的熱，以確保器件足夠的工作和服務(wù)壽命，已成為電氣設(shè)計中急需解決的問題。
導(dǎo)熱界面材料(Thermal Interface Materials，TIM)是決定電子產(chǎn)品散熱效率高低的關(guān)鍵材料，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，例如集成電路、移動終端、通訊設(shè)備、汽車、電源、LED照明等，為功率器件和散熱元件提供有效的熱傳導(dǎo)途徑。根據(jù)實際應(yīng)用的不同，導(dǎo)熱界面材料有多種產(chǎn)品形式：導(dǎo)熱膏、軟性導(dǎo)熱墊片、導(dǎo)熱相變材料、導(dǎo)熱凝膠、導(dǎo)熱泥、粘合劑和密封劑等。
圖1 元器件和散熱片之間的空隙
機械加工的金屬（詞條“金屬”由行業(yè)大百科提供）部件表面不可能完全光滑，其平整度取決于模具精度，且只能控制在有限的限度內(nèi)。無論是同種材料還是兩種不同的材料，即使材料表面平整度很好或施加很大的扣合壓力，仍無法達到緊密接觸。從顯微鏡中可以看到處理器表面和熱沉底面的各種細(xì)小坑槽和起伏不平。這些表面瑕疵造成元器件和散熱片不能充分接觸，在界面間形成空隙。
從圖1可以看到，無導(dǎo)熱界面材料填充的兩接觸表面間的空隙中超過 90% 是空氣。空氣是熱的不良導(dǎo)體，會嚴(yán)重阻礙接觸界面的熱量傳遞，這些看似微細(xì)的空隙足以令散熱設(shè)施形同虛設(shè)。使用熱界面材料的目的就是為了填充接觸面的空隙，降低接觸熱阻（詞條“熱阻”由行業(yè)大百科提供），提高傳熱效率。接下來我們準(zhǔn)備用一系列的文章簡單介紹各種導(dǎo)熱界面材料的分類、特性，分析它們之間的優(yōu)缺點和適用場合，以及如何正確地選用導(dǎo)熱界面材料。
導(dǎo)熱界面材料的傳熱效率一般是以熱阻來表征，它是導(dǎo)熱界面材料本身的熱阻抗及其與兩個接觸界面的接觸熱阻之和：
其中，RTIM是導(dǎo)熱界面材料的熱阻抗，RC1和RC2分別是導(dǎo)熱界面材料與兩個接觸表面的熱阻抗，BLT是導(dǎo)熱界面材料的接合膠層厚度，亦即兩個接觸表面之間的空隙區(qū)域，KTIM則是導(dǎo)熱界面材料本身的熱傳導(dǎo)（詞條“傳導(dǎo)”由行業(yè)大百科提供）系數(shù)。可見，為了達到理想的熱傳導(dǎo)效果，應(yīng)該最大限度地減小RTIM，這可以通過降低接合膠層厚度(提高接觸界面之間的接合壓力)、降低接觸熱阻和提高導(dǎo)熱界面材料的導(dǎo)熱系數(shù)來實現(xiàn)。
在實際的工藝環(huán)境下，這些參數(shù)會互相影響，針對特定的應(yīng)用還涉及到材料之間的穩(wěn)定性和匹配性問題，因此需要設(shè)計開發(fā)者進行深入的研究，才能實現(xiàn)導(dǎo)熱界面材料最佳的使用性能。廣州市白云化工實業(yè)有限公司一直致力于導(dǎo)熱界面材料產(chǎn)品的研究和開發(fā)，針對不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求特點，為用戶提供導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱粘接膠、導(dǎo)熱泥、導(dǎo)熱凝膠等各種類型的導(dǎo)熱界面材料產(chǎn)品和系統(tǒng)用膠解決方案，與您攜手，共享美好未來。
