热界面材料是什么？怎么分类？优点介绍

1.热界面材料是什么

热界面材料(TIM)是填充物的一种，是一种普遍用于工业电子领域的填充材料，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，减少热传递的阻抗，提高散热性。

2.热界面材料的分类

(1)导热膏(导热硅脂)：导热膏是一种传统的散热材料，粘稠状的液体，具有较强的粘性。一般约在100-400Pa压力下使用，其界面热阻值大约在0.2-1.0K·cm²/W左右。基材主要成分是硅油和非硅质的高分子聚合物，导热填充料一般以AIN及ZnO为主，也可以选用BN、Al2O3或SiC等陶瓷粉末或铝粉、银粉、石墨粉，甚至金刚石粉末等来提升其热传导性。但要注意这些填充料在基材内的分散性及粘性控制。

(2)弹性导热布：弹性导热布是由导热膏衍生出来的一种散热材料，一般主要是由在聚硅氧烷橡胶化合物中添加各种不同导热粉体(如BN、Al2O3等)所构成，且以玻璃纤维布作载体形成容易操作的固体形态。加工操作较简单，一般在700KPa左右的压力下使用，其界面热阻值约为1.0-3.0K·cm²/W。弹性导热布可用于标准TO型晶体管的热管理组装技术上。

(3)相变导热材料(PCMs)：相变导热材料可以是有机材料也可以是金属合金。相变导热材料融合了导热胶和导热油脂的双重有点，在达到相变温度前，其特性与导热胶类似具有一定的粘性，因此不会在扣压时发生Pumpout问题。当电子器件工作时温度不断升高至材料熔点时，PCMs发生相变成为液态，具有和导热油脂一样的填充空隙的能力，热阻因而大幅度降低。目前相变导热材料主要用于CPU散热材料。

(4)导热凝胶：导热凝胶一般是由在硅油及石蜡中添加铝粉、氧化铝及银粉等导热填充料组成，通常需进行固化处理。由于经过了交链处理，所以具有较强的内凝聚力特性，使用时无需加热或冷凝。它能提供比导热胶及粘胶剂更有效的传热路径，其热传导率约在1-3W/m.K左右。导热凝胶的优点是能顺应接触表面的不规则性而填补孔隙。此外，由于其内凝聚力较强，在使用时不会有溢出及移动问题，使用和处理起来都很方便，其缺点是需固化处理。

3.热界面材料的优点

热界面材料一般具有以下优点：

(1)可压缩性及柔软性;(2)高热传导性;(3)低热阻;(4)表面浸润性;(5)适当的粘性;(6)对扣合压力的敏感性要高;(7)容易使用及处理;(8)可重复使用性;(9)冷热循环时稳定性好等。

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