匯為熱界面材料簡介及應用
簡介
熱界面材料（Thermal Interface Material，簡稱TIM）是用于涂敷在散熱器件與發(fā)熱器件之間，以減少它們之間接觸熱阻所使用的材料的總稱。在電子設備中，由于表面粗糙度，兩個接觸表面之間總會存在空氣隙，而空氣的導熱系數(shù)極低，導致接觸熱阻較大。熱界面材料的主要作用就是填充這些空氣隙，降低接觸熱阻，從而提高散熱性能。
熱界面材料的選擇和應用對于確保電子元器件的穩(wěn)定性、可靠性和壽命至關重要。高溫會對電子元器件產生有害影響，如危及半導體結點、損傷電路連接界面、增加導體阻值和造成機械應力損傷。因此，通過使用熱界面材料，可以確保發(fā)熱電子元器件所產生的熱量能夠及時排出，成為微電子產品系統(tǒng)組裝的重要方面。
主要類型
熱界面材料主要分為以下幾類：
導熱墊片：由高分子聚合物材料為基體，加入高導熱填料和助劑通過加熱固化制備得到的片狀材料。導熱墊片柔軟且貼合性好，除了導熱還具備密封、減震、絕緣的作用。然而，其機械強度隨溫度升高而下降，可能影響電子設備性能。
導熱硅脂：由高導熱的固體填料和流動性優(yōu)良的液體基體混合脫泡而成。導熱硅脂通常能提供更好的熱性能和更短的制造周期，但其粘度較小，容易受到各種失效機制的影響，如滲油或干燥失效。
導熱凝膠：將未固化的液態(tài)聚合物填入電子設備界面，再在一定條件下固化成熱固性聚合物材料。導熱凝膠易加工成型，工藝簡便，但粘結性能較弱，可能出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
導熱相變材料：能夠隨著溫度的變化由固態(tài)變成液態(tài)，通過相變焓排除熱量。導熱相變材料具有低成本、儲熱性能好和控溫功能靈活等優(yōu)點，但導熱能力相對較弱，常需加入高導熱填料以提高性能。
應用領域
熱界面材料因其優(yōu)異的導熱性能，在多個領域得到廣泛應用：
電子產品：如計算機處理器、圖形卡等高性能電子設備，需要使用高效的熱界面材料將熱量從處理器傳遞到散熱器，確保設備正常運行。
汽車和航空航天業(yè)：汽車引擎和飛機發(fā)動機等高性能發(fā)動機需要高效的散熱系統(tǒng)，以避免過熱和損壞。熱界面材料在這里起到了關鍵作用。
制造業(yè)：在加熱材料表面施加壓力以實現(xiàn)*佳熱處理結果時，熱界面材料可以幫助均勻傳遞熱量，提高加熱過程的一致性和效率。
太陽能電池板：將熱量從電池組件傳遞到散熱器和冷卻系統(tǒng)，確保電池板的長期穩(wěn)定性和可靠性。
醫(yī)療設備：許多醫(yī)療設備需要高效的散熱系統(tǒng)以確保正常運行，熱界面材料在其中發(fā)揮了重要作用。
LED照明：LED燈需要高效的熱界面材料將熱量從LED元件傳遞到散熱器和冷卻系統(tǒng)，以延長LED燈的壽命并保持其正常亮度和顏色。
未來展望
隨著電子技術的快速發(fā)展，熱界面材料的應用領域將更加廣泛，需求量也將不斷增加。特別是在5G通信、新能源汽車、人工智能和LED等領域，熱界面材料的市場潛力巨大。隨著材料科學的不斷進步，新型熱界面材料的研發(fā)和應用將成為散熱研究的主流方向，為電子設備的高效散熱提供更加可靠的解決方案。
