电子学热界面材料概述

热界面材料热贴

我们都知道电子产品散热，在某些部件和应用领域，电子产品的散热可能会高得令人无法接受。系统设计人员和PCB设计人员还必须应对产生新的散热挑战的形状因素限制，通常这些问题不能通过简单地在组件中添加风扇来解决。这些组件需要更优雅的解决方案，可以通过创造性地使用热界面材料来找到这些解决方案。

热接口材料不仅仅是一种用于将散热器连接到CPU上的热化合物。这些在一些产品中仍然很常见，但除了散热器附件之外，还有更先进的材料和一些使用这些材料的方法。继续阅读本文，了解市场上热界面材料的选择范围，以及如何选择热界面材料来管理散热。

热界面材料选择

电子产品中使用的所有热界面材料都发挥着单一的核心作用:在产热元件和器件之间提供高导热路径运动元素．“热沉元件”可以是一个挤压或加工的散热器，也可以是设备的外壳。前者通常被认为是桌面计算机和一些服务器的标准方法，以及一些具有更高功率处理器的板(例如，fpga或一些应用处理器)。当与风扇搭配使用时，您就拥有了一个非常强大的热管理和散热系统。

笔记本电脑CPU风扇

这个较小的风扇为笔记本电脑的CPU提供气流。这些风扇不能在较小的手持设备上工作，包括平板电脑这样大的设备。

散热器+风扇解决方案的问题是，它非常笨重，不适合移动设备等低尺寸系统，或任何其他需要小尺寸的设备。有些设备只是需要保持安静，所以在这些系统中不会使用风扇。风扇设计师已经开发出了更新的系统，使用扁平的外形因素将气流拉过主处理器，从而去除热量．这是在笔记本电脑中使用的，但当设备规模变小时，很难做到同样的事情。

当你只能依靠吸热元件，而没有风扇的空间时，热界面材料将是重要的，以确保有效的热量传递远离一组热元件。为了了解如何解决这个问题，设计师应该选择正确的热界面材料用于连接散热器、外壳或两者。

热在这里

这些材料被更恰当地称为间隙填料，因为它们填补了组件表面和散热器或外壳表面之间的间隙。虽然它们在技术上可以用于将外壳连接到组件，但它们最常用于将散热器固定在组件上．它们可以在装配线上自动分配，也可以在组装过程中手动应用。

CPU热膏

CPU热膏。

热润滑脂/相变材料(PCMs)

热润滑脂有时与间隙填料归为一类，但它们不是同一类型的材料。热润滑脂在性能方面与热糊相当，但它们可以在自动化装配中根据需要进行丝网印刷。一些热润滑脂是相变材料，可以利用潜热在特定温度范围内提供最大的吸热和放热。这些材料会凝固或液化，因为他们分别释放或接受热量。

应用于处理器的热润滑脂

因为这些材料会液化(与变硬的间隙填料相反)，它们不应该用于外壳。它们最适合用在散热器上，那里有一个机械底座来固定散热器。

热垫

热垫是坚固的材料，在手工组装中更容易使用。它们可作为散装材料，可切割成尺寸，或作为预切割垫，将附加到组件包上。热垫通常用于将散热器连接到处理器，但它们是将设备连接到其外壳进行传导冷却的绝佳解决方案。热垫在传导冷却中的使用是在较小的设备中发现的，在这些设备中没有空间让散热器连接到产生热量的组件上。

热界面材料

热广告附着在一组组件上，这些组件可以共同共享一个散热器或可以附着在一个外壳上。一种常见的热垫材料是氧化铝陶瓷，因为它具有很高的导热性。

热垫有时被认为是散热器的次优选择，因为它们没有达到热糊的水平，并且当暴露在高温下时，会随着时间的推移而降解，比如你可能会在CPU/GPU上发现的高温。如果散热器需要更换新的散热器或风扇，旧的热垫会留下一些残留物，必须从组件上刮掉。热垫是外壳连接的更好选择，因为它们可以适应奇怪的表面，并且在外壳情况下，它们不需要处理像CPU连接那样多的热量。