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板级散热材料与导热界面设计.docx
资料介绍
板级散热材料与导热界面设计
热量"导"不出去，芯片就烧
电子设备功率密度越来越高，散热成了绕不开的课题。芯片产生的热量要传导出去，光靠PCB铜皮还不够，很多时候需要导热界面材料（TIM）和导热胶的帮助。可导热材料选型讲究，导热系数、绝缘、耐温、粘接，各有侧重，选错了要么散不热、要么短路。这篇文章把板级散热材料和导热界面设计讲清楚。
芯片散热的基本路径
芯片热量传导路径：芯片结→封装→焊盘→PCB铜皮/散热过孔→散热器→环境。导热界面材料（TIM）填充在芯片和散热器之间，消除空气间隙（空气导热极差），让热量顺畅传导。
关键：导热界面材料降低接触热阻，是散热的关键一环。接触面有微小空隙，填满导热材料，热量才能传导过去。
常见导热界面材料
导热硅脂
导热硅脂是膏状材料，填充芯片和散热器之间的微小空隙。导热系数0.5到5 W/mK不等。优点：便宜、易涂布、可返修；缺点：需精确涂布、可能泵出（长期热循环）、硅油挥发。
选硅脂看导热系数和长期稳定性，功率器件涂导热硅脂（导热系数≥3 W/mK）。散热片安装扭矩要合适。
导热垫（导热衬垫）
导热垫是片状材料（硅胶基体填充导热粉体），有一定厚度和弹性，填充较大间隙。优点：方便、无需涂布、可返修；缺点：导热系数通常比硅脂低。
适合间隙较大、装配方便的场合。
导热胶
导热胶兼具导热和粘接功能，用于固定散热器同时导热的场合。分环氧型和有机硅型：
1. 环氧导热胶：刚性、粘接强、耐温，适合结构固定；缺点偏脆、不可返修。
2. 有机硅导热胶：弹性、耐温宽、抗冷热循环、缓冲震动，适合恶劣环境；粘接相对弱、部分需底涂。
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