熱界面材料（TIM，Thermal Interface Material）是一種用于填充發(fā)熱元件與散熱片間隙，降低接觸熱阻以提高散熱效果的材料。傳統(tǒng)TIM中，導(dǎo)熱硅脂是最常用的材料之一，然而它面臨著多項(xiàng)問題。

導(dǎo)熱硅脂熱管理問題。

在功率模塊等高發(fā)熱量應(yīng)用中，常采用散熱片將熱量疏導(dǎo)，但由于底板形變等因素，底板與散熱片之間往往存在縫隙，導(dǎo)致接觸熱阻增加。傳統(tǒng)解決方案是在縫隙處涂抹導(dǎo)熱硅脂，但這種方法存在導(dǎo)熱硅脂涂布不均勻、揮發(fā)和泵出現(xiàn)象等問題，導(dǎo)致熱阻變化和總成本增加。

石墨片TIM的解決方案

為解決這些問題，我們提出了使用石墨片替代導(dǎo)熱硅脂的解決方案。石墨片是一種優(yōu)異的板狀材料，具有出色的熱傳導(dǎo)性能，可放置在發(fā)熱體與散熱片之間作為TIM材料。相較于導(dǎo)熱硅脂，石墨片具有以下優(yōu)點(diǎn)：

• 熱阻穩(wěn)定性： 石墨片具有高壓縮性，可以填充縫隙，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的熱阻。
• 耐熱性： 石墨片耐受高溫，溫度超過400oC時不會退化，避免了干燥引起的熱阻增加。
• 長期穩(wěn)定性： 石墨片的物理性質(zhì)在長期使用中保持穩(wěn)定，避免了泵出現(xiàn)象引發(fā)的熱阻增加。
• 低總成本： 安裝簡便，無需特殊設(shè)備，維護(hù)簡單，降低了總成本。

下圖為表示石墨片上施加壓力和熱阻的關(guān)系圖?？梢缘弥前惭b壓力越高熱阻越低，在較高壓縮區(qū)呈現(xiàn)與導(dǎo)熱硅脂同等的熱阻。由此可見，可以用石墨片替代導(dǎo)熱硅脂來使用。

下圖顯示了各自的新品狀態(tài)和使用10年后的模擬狀態(tài)（150℃加熱板30分鐘放置）。石墨片沒有發(fā)生高溫引起的劣化，可解決揮發(fā)的問題。

總結(jié)

傳統(tǒng)的導(dǎo)熱硅脂在熱管理中面臨可靠性低、總成本增加等問題。石墨片作為導(dǎo)熱硅脂的替代品，具備優(yōu)異的性能和高可靠性，有效解決了導(dǎo)熱硅脂的種種問題。采用石墨片TIM，不僅提高了散熱效果，還降低了總成本，是一種可靠的熱管理解決方案。

本文更新于：2024-08-07 09:20:00