電子產(chǎn)品熱管理過程的目標(biāo)是從半導(dǎo)體與周圍環(huán)境的結(jié)合部分有效的散熱。東莞導(dǎo)熱粉認(rèn)為該過程可以分為三個(gè)主要階段：

1．  半導(dǎo)體組件包裝內(nèi)的熱傳遞

2．  從包裝到散熱器的熱傳遞

3．  從散熱器到周圍環(huán)境的熱傳遞
第一階段的熱量產(chǎn)生是熱解決工程師所不能控制的。第二和第三階段是熱解決工程師需要解決的問題，東莞導(dǎo)熱粉為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)熱設(shè)計(jì)工程師不僅需要對熱傳遞過程有全面的了解，而且還要有具備可用界面熱傳遞材料的知識，并深刻了解影響熱傳遞過程的重要物理特性。

基本理論

        熱通過材料的傳導(dǎo)速率與熱流的法線面積以及沿?zé)崃髀窂降臏囟忍荻瘸烧取τ谝痪S的，狀態(tài)穩(wěn)定的熱流來說，速率可用傅立葉等式表示為：

[1]  Q=kA.△T/d

k為導(dǎo)熱系數(shù),單位W/m-K

Q為熱流速率,單位W

A為接觸面積

d為熱流距離

△T為溫度差

導(dǎo)熱系數(shù)k是均質(zhì)材料的固有特性,它體現(xiàn)了材料的導(dǎo)熱能力。它與材料的尺寸，形狀和方向沒有關(guān)系。

導(dǎo)熱材料還有另外一個(gè)固有特性就是熱阻R

[2]  R=A.△T/Q

此特性用于度量特定厚度的材料抵抗熱流的能力。將等式[2]代入等式[1]就可以得到k與R的關(guān)系。

[3]  k=d/R

等式[3]顯示，對于均質(zhì)材料來說,熱阻與厚度成正比；東莞導(dǎo)熱粉認(rèn)為對于非均質(zhì)材料來說，熱阻通常隨材料的厚度增加而增加，但不是線性關(guān)系。

在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，熱源的物體表面是非理想的平整表面，在與導(dǎo)熱材料結(jié)合時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱阻，這個(gè)熱阻是由于結(jié)合處的空氣間隙產(chǎn)生的。

因此，材料的總阻抗等于材料的固有熱阻加上材料與熱源表面接觸熱阻之和，可表示為：

[4]  R[總]=R[材料]+R[接觸]

因此，表面的平滑度和粗糙度以及夾緊力，材料厚度和壓縮模數(shù)對接觸熱阻都有重要的影響。

熱界面材料[TIM]

       正是因?yàn)闊嵩幢砻娌皇抢硐氲耐暾钠矫?，總是存在微觀的表面粗糙度。當(dāng)和導(dǎo)熱材料接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的接觸熱阻。東莞導(dǎo)熱粉為了減少這種對熱流的阻力，將一些導(dǎo)熱界面材料填充在它們之間克服這種對熱流的阻力，現(xiàn)在，跨越電子有限公司已經(jīng)開發(fā)出多種類型的材料可滿足用戶使用要求，這些材料如下：

1 相變材料

這種材料是采用加有導(dǎo)熱填料的硅或其他聚合樹脂。它既有油脂的高熱性能，又有墊片的易處理性和即撕即粘的特點(diǎn)。

當(dāng)溫度上升到熔點(diǎn)溫度時(shí)（45℃～55℃），相變材料就會(huì)變軟，類似于油脂，流動(dòng)于整個(gè)接觸表面，這種液體的流動(dòng)將排除所有因接觸表面粗糙而產(chǎn)生的空隙。以達(dá)到接觸表面完全接觸的理想狀態(tài)，使接觸熱阻降到最低。這些材料已經(jīng)廣泛使用在微處理器，中央控制器，圖形處理器，芯片組，功率放大器和開關(guān)電源，展示出非常出色的導(dǎo)熱性能和高可靠性。

2 導(dǎo)熱石墨片

導(dǎo)熱石墨片散熱效率高、占用空間小、重量輕，沿兩個(gè)方向均勻?qū)?，消除熱點(diǎn)區(qū)域，屏蔽熱源與組件的同時(shí)改進(jìn)消費(fèi)類電子產(chǎn)品的性能導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)水平導(dǎo)熱150-1200W/M.K，垂直導(dǎo)熱20-30W/M.K，比金屬的導(dǎo)熱還好，耐高溫400℃，低熱阻：熱阻比鋁低40%，比銅低20%。質(zhì)輕，比重只有1.0-1.3柔軟，容易操作，顏色黑色，厚度0.1-1.0MM，可按要求背膠，此產(chǎn)品導(dǎo)電需注意，主要用途：應(yīng)用于筆記本電腦、大功率LED照明、平板顯示器、數(shù)碼攝像機(jī)、移動(dòng)通信產(chǎn)品等.

3 導(dǎo)熱粘合帶

導(dǎo)熱粘合帶是采用了導(dǎo)熱填料的丙烯霜基或硅基的壓敏粘合劑。這種材料使用非常方便，不需要機(jī)械夾緊力。它依靠表面PSA粘合散熱裝置和熱源表面。導(dǎo)熱性能主要看表面接觸面積大小。廣泛用于LED日光燈、LED面板燈、LED背光源TV等.

4 填縫材料導(dǎo)熱硅膠片

填縫材料是一種非常軟的可導(dǎo)熱的硅彈性體，主要用于半導(dǎo)體組件和散熱表面之間的又大又多變的間隙導(dǎo)熱情況，不需要任何壓力填充器件或組件之間的間隙，導(dǎo)熱硅膠片具有一定的柔韌性、優(yōu)良的絕緣性、壓縮性、表面天然的粘性，專門為利用縫隙傳遞熱量的設(shè)計(jì)方案生產(chǎn),能夠填充縫隙,完成發(fā)熱部位與散熱部位間的熱傳遞,同時(shí)還起到絕緣、減震、密封等作用,能夠滿足設(shè)備小型化及超薄化的設(shè)計(jì)要求,是極具工藝性和使用性，且厚度適用范圍廣，是一種極佳的導(dǎo)熱填充材料而被廣泛應(yīng)用于電子電器產(chǎn)品中。

5 有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠

現(xiàn)場成型化合物是活性的兩組件式硅RTV，可以用于在組件和冷表面之間的距離可變時(shí)形成的熱路徑。它們分散到組件中，導(dǎo)出外殼箱體，可以立即填充復(fù)雜的幾何體，然后就地固化。起到導(dǎo)熱、絕緣、防水、密封、防震等作用。

6 絕緣墊片

絕緣墊片具有高導(dǎo)熱系數(shù)，高電介質(zhì)強(qiáng)度，高體積電阻率的特點(diǎn)。采用硅粘合劑提供高溫穩(wěn)定性和電絕緣特性，采用玻璃網(wǎng)加固物提供切穿阻力。這種材料安裝時(shí)需要較大的夾緊力以減少接觸熱阻。

7 熱油脂

熱油脂是采用加有導(dǎo)熱填料的硅或者莖基由。熱油脂是一種導(dǎo)熱粘性液體，通常使用鋼印或者絲印技術(shù)印到散熱器上。油脂具有良好的表面侵潤特性，容易流入界面上的空隙中進(jìn)行填充，甚至在較低的壓力下也會(huì)產(chǎn)生很低的熱阻抗。

熱界面材料的關(guān)鍵特性

   一．熱特性

1 熱阻抗

由等式[3]可以得到熱阻等于R=d/k，此等式表明熱阻與導(dǎo)熱系數(shù)k成反比，與材料厚度成正比。也就是說材料的導(dǎo)熱系數(shù)是一個(gè)常數(shù)，熱阻只與材料的厚度有關(guān)，厚度越厚熱阻就越大，反之越小。

接觸熱阻是可以人為控制的，依據(jù)接觸表面選擇合適的導(dǎo)熱界面材料。這樣才能控制總導(dǎo)熱阻抗。

2 導(dǎo)熱系數(shù)

導(dǎo)熱系數(shù)是確定導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱能力的標(biāo)志。導(dǎo)熱系數(shù)越大導(dǎo)熱性能越好。

二 電氣特性

1 擊穿電壓

擊穿電壓的測量是在特定的條件下導(dǎo)熱材料可以經(jīng)受多大的電壓值。此數(shù)值表明了導(dǎo)熱材料的電絕緣能力。該數(shù)值在潮濕，高溫環(huán)境下會(huì)受到影響，因?yàn)閷?dǎo)熱材料吸收了空氣中的水分。

2 體積電阻率

體積電阻率用于度量單位體積材料的容積電子阻力。體積電阻率是指導(dǎo)熱材料在通電組件和金屬散熱器件之間電流泄漏的能力。和擊穿電壓一樣也會(huì)受潮濕和高溫的影響還使體積電阻率下降。

三 彈性體特性

1 壓縮變形

壓縮變形是指偏轉(zhuǎn)時(shí)施加的合力。當(dāng)施加壓縮負(fù)荷時(shí)，彈性體材料會(huì)發(fā)生形變，但材料的體積保持不變。壓縮變形特性可能會(huì)根據(jù)部件的的幾何體，偏轉(zhuǎn)率和探針的大小等而發(fā)生變化。

2 應(yīng)力弛豫

當(dāng)在界面材料上施加壓力時(shí)，最初的變形后，會(huì)緩慢的發(fā)生弛豫過程，隨后除去壓力，這一過程會(huì)持續(xù)到壓力負(fù)荷與材料的內(nèi)在強(qiáng)度達(dá)到平衡為止。

3 壓縮形變

壓縮形變是應(yīng)力弛豫的結(jié)果，材料忍受壓力負(fù)荷的時(shí)間過長，部分變形就會(huì)成為永久變形，在負(fù)荷減輕之后不可恢復(fù)。