界面(miàn)材料的选用(yòng)，需要(yào)綜合界面(miàn)材料的特點(diǎn)和(hé)具體(tǐ)應(yìng)用(yòng)场(chǎng)景而(ér)定(dìng)。笔(bǐ)者結合設計(jì)经验(yàn)，从內(nèi)外(wài)两(liǎng)个(gè)方(fāng)面(miàn)对(duì)界面(miàn)材料需要(yào)考慮的因(yīn)素總(zǒng)結如(rú)下。

1 內(nèi)部(bù)：材料自(zì)身(shēn)屬性(xìng)

当獲取一(yī)款新(xīn)的界面(miàn)材料时(shí)，需要(yào)關(guān)注如(rú)下屬性(xìng)，方(fāng)便後(hòu)續选用(yòng)：

• 热(rè)阻随壓力的變(biàn)化(huà)曲(qū)線(xiàn)；

• 導热(rè)系(xì)數；

• 厚度(dù)空(kōng)間(jiān)（空(kōng)間(jiān)填充性(xìng)能(néng)）；

• 硬(yìng)度(dù)；

• 彈性(xìng)；

• 拉伸強(qiáng)度(dù)；

• 阻燃等級；

• 环(huán)保認证；

• 成(chéng)本(běn)；

• 儲存周期(qī)；

• 施加到(dào)産品上(shàng)时(shí)的難度(dù)和(hé)效率；

• 可(kě)重(zhòng)複利用(yòng)屬性(xìng)；

• 産品返修时(shí)是(shì)否方(fāng)便拆除；

• 性(xìng)能(néng)随时(shí)間(jiān)的衰減曲(qū)線(xiàn)；

• 化(huà)学成(chéng)分(fēn)；

• 介電(diàn)常數和(hé)絕緣屬性(xìng)；

• 黏度(dù)；

• 工作(zuò)温(wēn)度(dù)範圍；

• 工作(zuò)狀态揮發(fà)難度(dù)；

• 粘性(xìng)；

• 減震吸聲效果(guǒ)；

• 抗热(rè)沖擊性(xìng)能(néng)。

2 外(wài)部(bù)：分(fēn)析應(yìng)用(yòng)场(chǎng)景

界面(miàn)材料歸根(gēn)結底是(shì)降低(dī)热(rè)量(liàng)的传導難度(dù)，需要(yào)明确問(wèn)題(tí)特點(diǎn)，結合具體(tǐ)使用(yòng)场(chǎng)景，选擇合适的材料。分(fēn)析考量(liàng)的场(chǎng)景因(yīn)素包(bāo)括但不限于(yú)如(rú)下几条：

• 應(yìng)用(yòng)场(chǎng)景热(rè)流密度(dù)；

• 热(rè)界面(miàn)材料的方(fāng)向（考慮流态界面(miàn)材料垂流可(kě)能(néng)）

• 絕緣要(yào)求；

• 高(gāo)度(dù)容差；

• 接觸面(miàn)許用(yòng)應(yìng)力；

• 接觸面(miàn)材料；

• 接觸面(miàn)表(biǎo)面(miàn)處(chù)理(lǐ)情況；

• 阻燃等級要(yào)求；

• 産品环(huán)保要(yào)求；

• 界面(miàn)材料運行时(shí)的温(wēn)度(dù)範圍；

• 散(sàn)热(rè)手(shǒu)段(duàn)允許占用(yòng)的空(kōng)間(jiān)；

• 産品返修率；

• 産品運行过(guò)程中可(kě)能(néng)出(chū)現(xiàn)的收(shōu)到(dào)界面(miàn)材料揮發(fà)的影響（如(rú)LED的應(yìng)用(yòng)可(kě)能(néng)導致(zhì)影響發(fà)光(guāng)質(zhì)量(liàng)、消費類(lèi)電(diàn)子可(kě)能(néng)影響外(wài)觀）；

• 減震吸聲要(yào)求；

• 成(chéng)本(běn)要(yào)求。

具體(tǐ)的工程應(yìng)对(duì)策略，可(kě)以(yǐ)參考如(rú)下20条注意(yì)事(shì)项。

附：界面(miàn)材料选型注意(yì)事(shì)项20条

1．首先(xiān)，热(rè)接觸面(miàn)的成(chéng)分(fēn)要(yào)确定(dìng)。它(tā)是(shì)半導體(tǐ)，IGBT（絕緣栅双(shuāng)极晶體(tǐ)管(guǎn)），MOSFET（金(jīn)屬氧化(huà)物(wù)半導體(tǐ)场(chǎng)效應(yìng)晶體(tǐ)管(guǎn)），散(sàn)热(rè)片(piàn)，冷(lěng)卻极闆或(huò)者其(qí)他(tā)的。闆面(miàn)上(shàng)的實(shí)際成(chéng)分(fēn)可(kě)能(néng)会(huì)限制TIM的類(lèi)型，如(rú)果(guǒ)是(shì)一(yī)个(gè)CPU或(huò)者GPU，将使用(yòng)高(gāo)性(xìng)能(néng)的産品，如(rú)果(guǒ)你試图(tú)改變(biàn)成(chéng)分(fēn)的不同高(gāo)度(dù)，可(kě)以(yǐ)使用(yòng)間(jiān)隙填充劑。如(rú)果(guǒ)你有絕緣的需要(yào)，可(kě)以(yǐ)选用(yòng)絕緣體(tǐ)。以(yǐ)下是(shì)各(gè)種(zhǒng)热(rè)界面(miàn)材料：
相變(biàn)材料（PCM）：該材料柔软(ruǎn)或(huò)者在(zài)50-100度(dù)間(jiān)融化(huà)，可(kě)填充两(liǎng)表(biǎo)面(miàn)的空(kōng)隙，減小其(qí)間(jiān)的热(rè)阻；
間(jiān)隙填充劑：産品可(kě)填充表(biǎo)面(miàn)見(jiàn)0.254-0.508mm（0.01-0.02英寸(cùn)）的間(jiān)隙，使用(yòng)該填充劑可(kě)減小热(rè)传導材料的热(rè)阻；
Putty：极软(ruǎn)的間(jiān)隙填充劑，可(kě)以(yǐ)壓縮到(dào)原始(shǐ)尺(chǐ)寸(cùn)的50%；
導热(rè)膏：可(kě)減小接合面(miàn)的热(rè)阻，該物(wù)質(zhì)可(kě)在(zài)两(liǎng)表(biǎo)面(miàn)間(jiān)産生(shēng)很小的聯結厚度(dù)；
絕緣體(tǐ)：降低(dī)热(rè)阻的絕緣材料；
高(gāo)性(xìng)能(néng)材料：热(rè)阻在(zài)0.1℃-in2/w（0.65℃-cm2/w）以(yǐ)下的相變(biàn)材料或(huò)者導热(rè)膏
2．測定(dìng)要(yào)擴散(sàn)的热(rè)量(liàng)大小十(shí)分(fēn)重(zhòng)要(yào)（一(yī)般以(yǐ)w为(wèi)單位(wèi)）。如(rú)果(guǒ)你試图(tú)散(sàn)發(fà)大热(rè)量(liàng)，就(jiù)該选用(yòng)性(xìng)能(néng)好(hǎo)的導热(rè)膏或(huò)者填充劑，在(zài)封(fēng)裝(zhuāng)过(guò)程中，低(dī)热(rè)阻産品可(kě)以(yǐ)带(dài)走(zǒu)更过(guò)的热(rè)量(liàng)。
3．弄清(qīng)楚热(rè)接觸點(diǎn)的鎖合方(fāng)式：普通(tòng)的有螺栓，彈力夾箍，碟(dié)形垫(diàn)圈等等，如(rú)果(guǒ)是(shì)螺栓性(xìng)的，可(kě)使用(yòng)間(jiān)隙填充劑或(huò)者絕緣體(tǐ)類(lèi)的，如(rú)果(guǒ)是(shì)固定(dìng)間(jiān)隙，那(nà)么應(yìng)注意(yì)間(jiān)隙的大和(hé)小尺(chǐ)寸(cùn)，封(fēng)裝(zhuāng)設計(jì)決定(dìng)了(le)这(zhè)个(gè)變(biàn)化(huà)。彈力夾箍，碟(dié)形垫(diàn)圈（乃至(zhì)有壓力的情況下）型應(yìng)选高(gāo)性(xìng)能(néng)材料；
4．界面(miàn)尺(chǐ)寸(cùn)和(hé)面(miàn)積：大面(miàn)積産品首选填充劑型的，空(kōng)隙和(hé)表(biǎo)面(miàn)的不平整均可(kě)被填充，小面(miàn)積産品沒(méi)有这(zhè)个(gè)限制，故可(kě)采用(yòng)高(gāo)性(xìng)能(néng)型。分(fēn)界點(diǎn)是(shì)25.4mm*25.4mm，当然也(yě)有例外(wài)。一(yī)般来講，大尺(chǐ)寸(cùn)産品（如(rú)76.2mm*101.6mm，即3in*4in），填充劑型可(kě)以(yǐ)很好(hǎo)的填充整个(gè)表(biǎo)面(miàn)，與(yǔ)産品表(biǎo)面(miàn)的平整度(dù)和(hé)是(shì)否刨光(guāng)關(guān)系(xì)不大。如(rú)果(guǒ)你使用(yòng)0.508mm（20mil）的填充劑，它(tā)可(kě)以(yǐ)局(jú)部(bù)是(shì)20mil，局(jú)部(bù)是(shì)15mil，5mil或(huò)者更厚點(diǎn)的填充劑，可(kě)以(yǐ)在(zài)1-3mil間(jiān)使用(yòng)，但是(shì)在(zài)4-5mil間(jiān)使用(yòng)很困難，因(yīn)为(wèi)PCM很難保持(chí)5mil的狀态，他(tā)会(huì)流動(dòng)或(huò)者溢出(chū)，将会(huì)影響表(biǎo)面(miàn)的清(qīng)洁度(dù)。这(zhè)點(diǎn)上(shàng)大面(miàn)積的要(yào)比小面(miàn)積（變(biàn)化(huà)细(xì)微）的受影響大些(xiē)。
5．为(wèi)了(le)更有效的散(sàn)热(rè)，界面(miàn)的温(wēn)度(dù)範圍要(yào)确定(dìng)，間(jiān)隙填充劑的使用(yòng)範圍是(shì)-40到(dào)200度(dù)之(zhī)間(jiān)，高(gāo)性(xìng)能(néng)材料大多(duō)數的使用(yòng)温(wēn)度(dù)是(shì)-25到(dào)125度(dù)，所(suǒ)以(yǐ)二(èr)者的使用(yòng)參數應(yìng)保持(chí)一(yī)致(zhì)。  
6．热(rè)表(biǎo)面(miàn)的鎖合壓力是(shì)決定(dìng)选用(yòng)哪種(zhǒng)材料的一(yī)个(gè)因(yīn)素。如(rú)果(guǒ)鎖合壓力在(zài)0.14到(dào)0.34MPa（20-50PSI），可(kě)选用(yòng)間(jiān)隙填充劑。如(rú)果(guǒ)壓力大于(yú)0.34MPa（50PSI），高(gāo)性(xìng)能(néng)材料則更合适一(yī)些(xiē)，当然也(yě)有例外(wài)。如(rú)果(guǒ)壓力太高(gāo)，而(ér)采用(yòng)矽樹(shù)脂基間(jiān)隙填充劑的話(huà)，累積的热(rè)量(liàng)会(huì)使矽樹(shù)脂流出(chū)，留在(zài)闆上(shàng)的成(chéng)分(fēn)随之(zhī)改變(biàn)。如(rú)果(guǒ)很小的壓力采用(yòng)高(gāo)性(xìng)能(néng)材料的話(huà)，界面(miàn)热(rè)阻就(jiù)不能(néng)優化(huà)。如(rú)果(guǒ)設計(jì)基于(yú)X等級的热(rè)阻，而(ér)實(shí)際热(rè)阻是(shì)Y級，那(nà)么热(rè)量(liàng)将不能(néng)如(rú)預期(qī)的散(sàn)發(fà)，热(rè)問(wèn)題(tí)和(hé)热(rè)失敗也(yě)就(jiù)難免了(le)。
7．決定(dìng)于(yú)附屬成(chéng)分(fēn)的条件(jiàn)（如(rú)BGA）的热(rè)接合點(diǎn)的壓力限制和(hé)焊接限制是(shì)否可(kě)以(yǐ)預防疲勞問(wèn)題(tí)呢？PCB闆的饒度(dù)壓力也(yě)應(yìng)該考慮到(dào)。如(rú)果(guǒ)闆安(ān)裝(zhuāng)在(zài)BGA或(huò)者另(lìng)外(wài)的精密成(chéng)分(fēn)将会(huì)使剛性(xìng)闆發(fà)生(shēng)扭曲(qū)變(biàn)形，这(zhè)種(zhǒng)情況下，一(yī)些(xiē)软(ruǎn)材料更合适一(yī)些(xiē)，它(tā)们(men)不象(xiàng)其(qí)它(tā)材料一(yī)樣(yàng)要(yào)在(zài)闆上(shàng)施加很大的壓力，很低(dī)的壓力（小于(yú)0.07mpa，即小于(yú)10psi）。putty和(hé)软(ruǎn)的間(jiān)隙填充劑适合BGA，因(yīn)为(wèi)它(tā)们(men)不需要(yào)高(gāo)壓且(qiě)球狀結構優于(yú)传统間(jiān)隙填充物(wù)質(zhì)。
8．材料的類(lèi)型，表(biǎo)面(miàn)處(chù)理(lǐ)，热(rè)接合點(diǎn)的表(biǎo)面(miàn)平整度(dù)也(yě)是(shì)重(zhòng)要(yào)因(yīn)素。好(hǎo)的刨光(guāng)表(biǎo)面(miàn)或(huò)者機(jī)械表(biǎo)面(miàn)（如(rú)軍用(yòng)，航空(kōng)設備）使用(yòng)高(gāo)性(xìng)能(néng)材料或(huò)者空(kōng)隙填充劑都沒(méi)問(wèn)題(tí)。如(rú)果(guǒ)是(shì)鑄造品或(huò)者擠出(chū)成(chéng)型的則該使用(yòng)間(jiān)隙填充劑，因(yīn)为(wèi)它(tā)们(men)可(kě)以(yǐ)有效的填充間(jiān)隙，處(chù)理(lǐ)表(biǎo)面(miàn)不平。
9．确定(dìng)界面(miàn)材料是(shì)否需要(yào)絕緣。現(xiàn)在(zài)有導電(diàn)热(rè)材料，如(rú)石(dàn)墨(mò)填充的；間(jiān)隙填充物(wù)是(shì)絕緣的；相變(biàn)類(lèi)及(jí)導热(rè)膏則不能(néng)完全(quán)确定(dìng)，如(rú)果(guǒ)很厚的話(huà)，它(tā)们(men)之(zhī)間(jiān)沒(méi)有空(kōng)穴，为(wèi)絕緣型，如(rú)果(guǒ)産生(shēng)空(kōng)穴且(qiě)存在(zài)金(jīn)屬離子，則導電(diàn)。
10.界面(miàn)材料是(shì)否可(kě)循环(huán)使用(yòng)？雖(suī)然推薦更換使用(yòng)过(guò)的界面(miàn)材料，但是(shì)某些(xiē)情況下間(jiān)隙填充劑可(kě)再次(cì)利用(yòng)。高(gāo)性(xìng)能(néng)材料則必須更換，PCM類(lèi)的在(zài)它(tā)们(men)还热(rè)的时(shí)候更換，室(shì)温(wēn)下處(chù)理(lǐ)要(yào)困難點(diǎn)。
11．考慮界面(miàn)是(shì)水(shuǐ)平或(huò)者垂直(zhí)方(fāng)向。間(jiān)隙填充劑用(yòng)在(zài)垂直(zhí)方(fāng)向要(yào)好(hǎo)一(yī)點(diǎn)，高(gāo)性(xìng)能(néng)的也(yě)可(kě)以(yǐ)，具體(tǐ)情況咨詢廠(chǎng)家(jiā)。
12．震動(dòng)因(yīn)素：間(jiān)隙填充劑吸收(shōu)震動(dòng)要(yào)優于(yú)高(gāo)性(xìng)能(néng)材料。
13．如(rú)果(guǒ)是(shì)在(zài)真(zhēn)空(kōng)条件(jiàn)下，産品可(kě)變(biàn)硬(yìng)滿足NASA抽气(qì)条件(jiàn)。
14．如(rú)果(guǒ)你必須撤出(chū)矽樹(shù)脂，如(rú)belcore，仍有可(kě)滿足belcore标(biāo)準的矽樹(shù)脂基産品。
15．很多(duō)情況下有UL阻燃要(yào)求，很多(duō)TIM材料是(shì)HB和(hé)V0級，絕緣型和(hé)大多(duō)數高(gāo)性(xìng)能(néng)材料是(shì)94v0級。当然也(yě)有許多(duō)的可(kě)能(néng)性(xìng)，建议聯系(xì)權威专家(jiā)。
16．模具切割可(kě)以(yǐ)降低(dī)材料成(chéng)本(běn)。如(rú)方(fāng)角(jiǎo)代替圆(yuán)角(jiǎo)可(kě)以(yǐ)共(gòng)享鋼(gāng)模rail，这(zhè)樣(yàng)可(kě)以(yǐ)节(jié)約圆(yuán)角(jiǎo)産品的角(jiǎo)和(hé)凹槽材料。
17．如(rú)果(guǒ)热(rè)衬垫(diàn)需要(yào)粘性(xìng)壓力敏感(gǎn)材料或(huò)者安(ān)裝(zhuāng)时(shí)候需要(yào)粘性(xìng)材料，那(nà)么有些(xiē)材料本(běn)身(shēn)就(jiù)有粘性(xìng)。说(shuō)明：粘性(xìng)不代表(biǎo)永久黏接，仍然需要(yào)一(yī)些(xiē)鎖合裝(zhuāng)置。 粘性(xìng)僅僅是(shì)安(ān)裝(zhuāng)过(guò)程中的黏接，要(yào)避免誤用(yòng)，注意(yì)粘性(xìng)和(hé)導热(rè)并不成(chéng)正(zhèng)比，热(rè)性(xìng)能(néng)決定(dìng)于(yú)材料的厚度(dù)。
18．如(rú)果(guǒ)在(zài)拆卸时(shí)热(rè)衬垫(diàn)需要(yào)留在(zài)一(yī)个(gè)表(biǎo)面(miàn)上(shàng)，某些(xiē)處(chù)理(lǐ)过(guò)的材料可(kě)以(yǐ)做到(dào)这(zhè)點(diǎn)。
19．如(rú)果(guǒ)某些(xiē)情況下，安(ān)裝(zhuāng)过(guò)程中热(rè)衬垫(diàn)需要(yào)“滑動(dòng)”，也(yě)有一(yī)些(xiē)表(biǎo)面(miàn)光(guāng)滑的材料是(shì)理(lǐ)想(xiǎng)的选擇。也(yě)可(kě)提(tí)供支持(chí)滑動(dòng)和(hé)插入(rù)的载(zài)體(tǐ)。石(dàn)墨(mò)材料由(yóu)于(yú)本(běn)身(shēn)特性(xìng)也(yě)是(shì)優秀的滑動(dòng)材料。
20．有些(xiē)終(zhōng)要(yào)求決定(dìng)于(yú)特殊封(fēng)裝(zhuāng)要(yào)求，如(rú)kiss-cut，rolls或(huò)者special liners，使用(yòng)TIM産品可(kě)以(yǐ)支持(chí)这(zhè)些(xiē)封(fēng)裝(zhuāng)和(hé)外(wài)形，如(rú)果(guǒ)是(shì)某些(xiē)産品考慮價格节(jié)約成(chéng)本(běn)，可(kě)以(yǐ)使用(yòng)性(xìng)能(néng)差點(diǎn)的産品；如(rú)果(guǒ)某些(xiē)産品空(kōng)間(jiān)很小，成(chéng)本(běn)要(yào)求不嚴格，高(gāo)性(xìng)能(néng)材料可(kě)以(yǐ)使封(fēng)裝(zhuāng)佳化(huà)。

文(wén)章(zhāng)来源：中國(guó)热(rè)設計(jì)网(wǎng)