熱界面材料

熱界面材料(英語:Thermal Interface Material)是用於塗敷在散熱器件與發熱器件之間,降低它們之間接觸熱阻所使用的材料的總稱。凡是表面都會有粗糙度,所以當兩個表面接觸在一起的時候,不可能完全接觸在一起,總會有一些空氣隙夾雜在其中,而空氣的導熱係數非常之小,僅有0.024W/(m·K),因此就造成了比較大的接觸熱阻。而使用熱界面材料就可以填充這個空氣隙,這樣就可以降低接觸熱阻,提高散熱性能。

熱界面材料的分類

熱界面材料主要分為以下幾類:

  • 硅脂(thermal grease)
  • 硅膠又稱導熱凝膠或者導熱泥(thermal gel)
  • 散熱墊片(thermal pad)
  • 相變化材料(Phase change material)
  • 相變化金屬片(Phase change metal alloy)
  • 導熱膠(Thermal conductive adhensive)
材料 典型成分 優點 缺點 厚度(mil) 導熱係數(W/m.K)
硅脂 硅油基底,ZnOAg,AlNl 導熱係數高,易於緊貼表面,不需固化,可重用 有泵出效應與相分離,遷移性,生產時較髒 2 3到5
硅膠 Al,Ag,硅油,Olefin,石蠟 導熱係數較高,固化前易於緊貼表面,無泵出效應或者遷移,可重用 需要固化,導熱係數較硅脂低 1-1.5 3到4
相變化材料 聚烯烴樹脂,丙烯酸樹脂,鋁,氧化鋁,碳納米纖維管 易於緊貼表面,無需固化,沒有分層現象,易於運用,可重用 導熱係數較硅脂低,厚度不均勻 1.5-2 0.5到5
相變化金屬片 純銦片,銦/銀,錫/銀/銅,銦/錫/鉍 高導熱係數,易於運用,可重用 可能會完全熔解,有空洞 2.0-5 30到50
導熱膠 環氧樹脂基底,鐵,銀,鎳 導熱係數較高,無需法向的壓力 需要固化,固化時需要夾具,導熱係數較硅脂低,有脫落的可能性 N/A N/A
散熱墊片 硅橡膠,玻纖,聚脂基材,硅油填充 易於運用,可重用,柔軟可變形 導熱係數較硅脂低,厚度較厚且不均勻 10-100 1.5-4

參考資料