利用 TIM 连接芯片和热沉时,会在界面处形成界面热阻。该界面热阻由两部分组成,即接触处不同材料界面的接触热阻和接触界面处间隙内的气体热阻。一般来说,界面材料导热系数的减小和固体表面粗糙度的增大,都会导致界面热阻增大.
一种常用的热界面材料设计思路是,在常规界面黏结材料基体内部加人一些高导热系数填料,如 SiC、 AIN、AI₂O3、Si0₂,等,从而提高其导热性能。随着新材料/复合材料的不断研发,越来越多的具有高导热系数的热界面材料被引八封裝领域,如导热胶、相变材料 (Phase Change Material, PCM)、导热弹性体等。碳纳米管和石 墨烯作为近年来新兴的高导热系数填料,也被用于提高热界面材料性能和封装体散热性能。导电银胶、锡浆和共晶焊按合金 等具有较好导电性的材料,已广泛应用在有电学连按需求的场合中。
(2) 热沉技术:热沉作为一种散热单元结构,其温度一般不随传递到它的热量多少而发生改变,其中贴装热沉是集成电路最常用的冷却方式。常见的热沉冷却技术实现途径有空气冷却、直接浸没冷却、液体冷却、热管冷却、热电致冷、相变冷却、微喷冷却等,其中空气冷却和波体冷却的应用最为普通。空气冷却技术通常采用金属材料压膜形成翅片状,以增大散热表面积,从而提高热量散失能力。液体冷却技术是利用流经芯片表面的冷却液体而将热量带走的为了强化散热效果,可在芯片散热表面布置扰流柱结构,这种结构不仅起到翅片作用,还可增强流动湍流度。