隨著電子技術迅速的發展，使元器件的集成度不斷提高，也導致了功耗和發熱量急劇增大?？梢哉f，電子器件的工作溫度直接決定其使用壽命和穩定性，因此散熱己成為微電子系統需重點關注的領域。

有什么辦法可以降低高溫帶來的危害？

面對電子設備大量產熱的挑戰，如今的電子產品越來越重視散熱系統設計。盡管風扇、水冷、液氮等主動散熱方案效果更為顯著，但其必須占用大量空間，以其高昂成本面對消費電子和汽車電子越來越緊湊的設計，時常難以施展拳腳。為了控制設備的體積，就必須要用到界面導熱材料來提高導熱的效率。

什么是界面導熱材料？

TIM界面導熱材料(Thermal Interface Materials)普遍用于IC封裝和散熱器的材料之間，用于填補兩種材料接合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。

為什么需要界面導熱材料呢？

如果將電子器件和散熱器安裝在一起，由于其表面細微的凹凸不平，它們的實際接觸面積只有底座的10 %左右（取決于散熱器表面的加工精度），其余均為空氣間隙。因為空氣熱傳導系數只有0.025W/m.K左右，是熱的不良導體。這90%的空氣間隙，導致接觸熱阻非常大，最終造成散熱器的效能低下。

TIM能填充間隙并排除其中的空氣，在元件和散熱器間建立有效的熱傳導通道，大幅度低接觸熱阻，從而使散熱器的作用充分地發揮。

選擇導熱材料的時需考慮哪些技術參數？

首先，在選擇導熱材料時，熱傳導系數和熱阻（界面熱阻）這兩個技術參數是必須關注的，參數直接反應產品的導熱性能，但值得注意的是在不同測試方法下，會有不同的測試結果。另外客戶為達到理想的界面填充浸潤性及對脆弱元器件的保護，有時需要較柔軟的界面填充材料。所以楊氏模量的參數也必須考慮進去，低模量的材料更易發生形變，更容易填滿空隙。

針對不同的應用，例如對絕緣性有要求的行業，必須關注抗擊穿電壓或體積電阻。而對硅揮發敏感的器件——如存儲設備， 醫療器械， 光學器件等，則需要選擇無硅體系的產品。

針對不同的產品，所需關注的產品特性也各有不同。例如，如果希望用導熱膠來替代螺絲緊固，其抗剪切強度也是需要關注的。而針對相變導熱材料而言，相變溫度和長期工作溫度非常重要。最后，針對產品的實際使用，其粘稠度、混合比例、可工作時間和固化時間也都是需要了解的。

導熱材料的種類

1、導熱硅脂

導熱硅脂是較早出現的導熱界面材料，常用于功率放大器、晶體管、電子管、CPU等電子器件的散熱，但通常會有硅油析出，時間長了會干，影響導熱效果， 使用年限長的產品不建議使用。

2、導熱填充劑（導熱粘接膠）

導熱粘接膠不僅具有導熱的功效，也是粘接、密封灌封的上佳材料。通過對接觸面或罐狀體的填充， 傳導發熱部件的熱量。

3、熱傳導膠帶

廣泛應用在功率器件與散熱器之間的粘接，能同時實現導熱、絕緣和固定的功能，能有效減小設備的體積，是降低設備成本的有利選擇。

應用實例

在微電子行業中，導熱膠粘劑的實際應用是連接和保護電子元件，如芯片焊接、底充封膠、封裝和散熱。耐高溫環氧樹脂膠的應用，能使它們可以承受回流焊和提高操作穩定性。

LED芯片的安裝散熱器是導熱膠的典型應用之一。目前的功率發光二極管電源消耗中只有20~25%的能量轉化為可見光，大部分熱量必須被輻射或消散，以保持電子元件溫度低于120℃。溫度過高時，LED燈的光衰將顯著加大。

導熱膠粘劑在安裝LED芯片散熱器上的優點是能夠提供粘合整個區域的機械和散熱性能，因此，熱量消散非常有效。推薦閱讀《【導熱硅脂的應用】大功率LED利用導熱硅脂的散熱結構和原理解析》