如何选择正确的导热材料

电子系统发展的常见限制因素是热量。使用经济高效的解决方案管理散热是设计许多电子设备的重要需求。导热材料在设备的性能和可靠性运行中发挥着巨大作用。导热材料（也称为“TIM”）主要是陶瓷填充系统，添加了有机或硅基粘合剂，使其可流动，以便于分配和加工。这些材料可用于加速散热，并为工程师提供所需灵活性的经济高效方法，以降低封装整体尺寸。

TIM产品通常包括未固化化合物或油脂、双组分现场固化产品、预固化凝胶和弹性垫片。TIM性能通常以导热率和热阻高低进行分级。导热率（瓦特/米开尔文或W/mK）是材料性能，数值越高，表明导热性能越好。热阻（摄氏度-平方厘米每瓦或℃-cm²/W）描述了通过各界面的热传递速率，其中较低值表示性能较高。最佳解决方案高度依赖于设备设计和工作温度下的热梯度分布。

1. 导热化合物（油脂）

导热油脂在许多行业中可用于低功率和高功率应用。其在元件和散热器之间的粘合层厚度通常小于0.25mm（0.010”）。导热油脂的配制大多具有不下垂、不流动的粘度，可用于丝网印刷、自动点胶或用刮刀手动涂抹。导热油脂的应用难点在于基材上的沉积和压缩下的流动控制。此外，由于导热油脂没有固化，其可能会有些脏，并且在热循环过程中易于在配合表面之间“泵出”，导致长时间的较高热阻。

2. 导热凝胶和密封剂-现场固化产品

导热凝胶和密封剂提供了较大灵活性，可配制成可流动或非流动产品，其完全固化成软凝胶或坚固弹性体，以便在热循环中保持长期稳定性。固化速率也可以调节，以便在室温下快速固化或具有长操作期的加热固化。其可以用作元件和散热器之间的导热材料（TIM），或者可以封装组件以实现最佳热管理。大多数以双组分1:1混合比包装提供，用于自动计量混合和点胶。此类产品的几个缺点之一是保质期（通常为12个月）以及随着时间推移有一些沉降，需要在使用前对每一桶重新进行搅拌（尽管用于这些的点胶设备通常可设计为控制此问题）。

3.预固化导热垫和薄膜

预固化导热垫用于TIM应用，元件和散热器之间的间隙为0.25至5.0mm。这些通常以片状或卷状模切件的形式提供，可手动或自动应用。出厂前完全固化，导热垫的保质期问题较少，设备可以立即组装和包装。大多数预固化垫是软的及凝胶状，以将电子设备上的压力降至最低，并且可提供广泛的厚度和导热性。由于通常有载体嵌在导垫中间，热阻通常高于其他选项。

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