导热界面材料背景

散热一直是电子工业一项重点研究的工作，电子元器件的实际工作温度是影响其可靠性的关键因素之一。随着电子设备向着小型化、高功耗发展，其功耗密度逐步增加,电子设备的发热量也成倍增加，这也对系统的散热性能提出了更高的要求；导热界面材料由此诞生。

导热界面材料基本概述

导热界面材料，英文为Thermal Interface Materials ，简称TIM，又称为热界面材料或者界面导热材料，是一种普遍用于IC封装和电子散热的材料，主要用于填补两种材料接合或接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，减少传热接触热阻，提高器件散热性能。

在微电子材料表面和散热器之间存在极细微的凹凸不平的空隙，如果将它们直接安装在一起，它们间的实际接触面积只有散热器底座面积10%，其余均为空气间隙。因为空气热导率只有0.024W/(m*K)，是热的不良导体，将导致电子元件与散热器间的接触热阻非常大，严重阻碍了热量的传导，最终造成散热器的效能低下。使用具有高导热性的热界面材料填充满这些间隙，排除其中的空气，在电子元件和散热器间建立有效的热传导通道，可以大幅度降低接触热阻，使散热器的作用得到充分地发挥。热界面(接触面)材料在热管理中起到了十分关键的作用，是该学科中的一个重要研究分支。

为了满足电子类产品的散热需求，导热界面材料也是种类繁多，市场上常用的导热界面材料有：导热硅胶片、导热胶泥、导热凝胶、导热双面胶、导热硅脂、导热灌封胶、导热粘接胶、导热石墨片、导热矽胶布、导热相变材料等，那今天，NFION导热界面材料厂家就来跟您讲诉下导热界面材料的几个关键特性有哪些？

一．热特性

1 热阻抗

热阻等于R=d/k，此等式表明热阻与导热系数k成反比，与材料厚度成正比。也就是说材料的导热系数是一个常数，热阻只与材料的厚度有关，厚度越厚热阻就越大，反之越小。

接触热阻是可以人为控制的，依据接触表面选择合适的导热界面材料。这样才能控制总导热阻抗。

2 导热系数

导热系数是确定导热界面材料的导热能力的标志。导热系数越大导热性能越好。

二 电气特性

1 击穿电压

击穿电压的测量是在特定的条件下导热材料可以经受多大的电压值。此数值表明了导热界面材料的电绝缘能力。该数值在潮湿，高温环境下会受到影响，因为导热界面材料吸收了空气中的水分。

2 体积电阻率

体积电阻率用于度量单位体积材料的容积电子阻力。体积电阻率是指导热界面材料在通电组件和金属散热器件之间电流泄漏的能力。和击穿电压一样也会受潮湿和高温的影响还使体积电阻率下降。

三 弹性体特性

1 压缩变形

压缩变形是指偏转时施加的合力。当施加压缩负荷时，弹性体材料会发生形变，但材料的体积保持不变。压缩变形特性可能会根据部件的的几何体，偏转率和探针的大小等而发生变化。

2 应力弛豫

当在导热界面材料上施加压力时，较初的变形后，会缓慢地发生弛豫过程，随后除去压力，这一过程会持续到压力负荷与材料的内在强度达到平衡为止。

3 压缩形变

压缩形变是应力弛豫的结果，导热界面材料忍受压力负荷的时间过长，部分变形就会成为较久变形，在负荷减轻之后不可恢复。

如何选择导热界面材料？

我们了解了导热界面材料的基本介绍后，如何选择合适导热界面材料呢？首先根据客户的应用确定导热界面材料的类型；其次根据产品的导热系数、厚度、尺寸、密度、耐电压、使用温度等参数来选择合适的导热界面材料。

厚度的选择与客户需要解决散热的产品贴放TIM 位置的间隙大小及TIM 产品本身的密度、硬度、压缩比等参数相关，建议样品测试后再确定具体参数。导热系数的选择最主要看需要解决散热的产品热源功耗大小，以及散热器或散热结构的散热能力大小。

尺寸大小以覆盖热源为最佳选择，而不是覆盖散热器或散热结构件的接触面，选择尺寸比发热源大时并不会对散热有很大改善或提高。选择最佳匹配的导热界面材料时，可以先选择至少两种导热界面材料，然后通过做导热性能测试去决定选择哪款导热界面材料是最匹配的。