热传导界面材料(TIM)是一种常用的散热性材料,被广泛地应用于IC封装及散热。散热性是个永恒的话题,我们熟悉的手机,平板和计算机的正常运转都离不开各种导热材料的热传导作用,特别是当前随着智能设备的高性能化,轻薄化发展,对导热材料的需求不断提高,导热产品也在快速升级。
大家都知道,导热硅脂是CPU散热不可缺少的辅助材料,柔软而有粘性,质地很像牙膏,这是CPU和散热器之间的一座桥梁,作为填充材料填充在散热片和CPU之间,把热量传递给散热器,散热器的热量又被带走,从而实现冷却。
然而,近年来,智能设备和电子领域出现了一种新型的导热界面材料——导热凝胶,也是导热凝胶,目前已逐步在一些新产品上取代导热硅脂,但由于外观相似,许多人仍将导热凝胶视为导热凝胶。
热传导凝胶和热传导硅脂之间确实有许多相似之处。外表上,两者都没有固定的形状,只不过硅脂较“稀”,而导热凝胶则更“粘”。
又从结构上讲,这两种材料均为导热填料在有机硅树脂内复合制备的产物,其导热系数、填充量、与基体相容度等因素影响着成品的热导率。
二者的不同在于:导热硅脂是将导热填料与短链小分子硅树脂(俗称硅油)直接混合而成;导热凝胶是先将硅油小分子交联成超长链大分子,再与导热填料混合。
热导硅脂的优点:
1.液体形态,有很好的润湿性;
2.具有良好的导热性、耐高温、耐老化、防水的特性;
3.不溶于水,不易氧化;
4.具有一定的润滑和绝缘性能;
但是也有缺点:
1.不能大面积涂抹,不能重复使用;
2.产品长时间稳定性差,经过连续热循环后,会引起液体迁移,只留下填充物,失去表面润湿性,最终可能导致产品失效;
3.由于界面两侧材料热膨胀速率不同,产生一种“充气”效应,导致热阻增大,传热效率下降;
4.总是液态的,加工时很难控制,容易造成其它零件和材料的污染,增加成本。
与硅脂相比,导热凝胶更易于使用。一般使用的硅脂是采用丝印或钢板印刷,或者直接刷涂,对用户和环境都很不友好,而且由于它有一定的流淌性,一般不能用于厚度为0.2mm的场合。与导热凝胶具有一定的粘附性,可压缩成各种形状,最小可压缩至数百微米,且不会出现出油、干燥等问题,具有可靠性高的优点。此外,导热凝胶具有连续操作的优点,可直接称重使用,常用的连续式操作方法是点胶机,它可实现定点定量控制,节约人力,提高生产效率。