基本原理

热处理中的关键问题就是将热源产生的热有效的传导到散热器件上。

 热界面材料TIMs=Thermal Interface Materials已广泛应用于提升热传导效率，器件产生的热，通过其表面传导到金属散热器，并经由散热器将热散发到空气中。但元器件表面通常为塑胶、陶瓷或金属制，表面并非完全平整（散热器表面亦非完全平整），若直接将元器件与散热器接触，中间必然会留下空隙，空气会残留其间，实际接触面会减少，热就不能有效传导。TIM材料的柔软性能，让其能够很好的填充这其间的空隙，帮助有效进行热传导。

图1 采用热界面材料提高传热效率的示意图

如图1所示，半导体贴装到电路板上后，其热阻在其结合处（多孔表面）会明显增加。如果将TIM材料填充其间，可以看到它有效的消除了半导体器件贴装到电路板上的接触热阻，形成一个较高的梯度温差。即使是抛光过的表面，也无法做到两个表面物理全接触。而要减少热阻，就必要做到物理上的完全接触，这样才能形成高效热传导途径。

导热性能与测试

热通过材料的传导速率与热流的法线面积以及沿热流路径的温度梯度成正比。对于一维的、状态稳定的热流来说，速率可用傅里叶等式表示：

其中：

K=导热系数，W/m·K

Q=热流速率，W

A=接触面积

d=热流距离

ΔT=温度差

导热系数是材料的固有属性，与材料的大小、尺寸、厚度或方向无关。

北化新橡采用导热系数测定仪DRL-III，测试按照ASTM D5470标准来测量产品的导热性能。

图2 导热系数测定仪DRL-III测试台

热阻

热量在热流路径上遇到的阻力，反应介质或介质间的传热能力大小。

材料热阻与导热系数的关系为：

热阻与厚度成正比

由于实际表面不可能真正地平坦或光滑，因此，表面和材料之间的接触面也会产生对热流的阻力，这种阻力称为接触热阻。

热量传递中的总热阻等于材料的热阻与接触面之间的接触热阻之和。

(2) R_总=R_材料+R_接触

表面平滑度、表面粗糙度、夹紧压力对接触热阻有重要影响。

例如，我公司的高导热垫片BH-T3160的热阻与界面厚度的关系如图3所示：

图3 导热垫片BH-T3160的热阻与界面厚度的关系

导热系数的测定

材料的导热系数是：

(4) K=d/R_材料

将公式(4)代人公式(3)中将得到：

(5) d=KR_总-KR_接触

    通过测量不同界面厚度(d)下的热阻值(R_总)来进行拟合，去掉接触热阻的影响后，可以计算得到材料的导热系数。如图4所示，BH-T3160的导热系数为6.05W/m·K.

图4 采用线性回归的方式拟合导热垫片BH-T3160的导热系数

表2 产品类型与适用的界面厚度

T: 推荐的典型应用场合

A: 适用

使用薄型TIM导热垫，可获得更低热阻，提升热传导效果

厚型TIM导热垫优点:

如果有多个发热器件，用厚型TIM导热垫话可以用一片覆盖多个发热部件，即使各部件高度不一.

厚型TIM导热垫热容量更大。如果热源出现瞬间大量生热情况下，厚型TIM导热垫可以有效吸收这部分意外产生的大量热，从而保护元器件。

Ÿ TIM 压缩能力

热界面材料通常被置于热源与散热器件之间，并辅以一定压力。因此在热设计管理的时候，TIM材料的压缩能力将成为我们TIM材料厚度公差设计的重要考量。

Ÿ 玻纤和表面硬化不粘的处理

为了方便使用，可以选用带有玻纤布或者带表面硬度加强层(不粘)处理的导热垫片。

Ÿ 产品型号说明：