[精品]选择正确的热界面材料

选择正确的热界面材料微电子器件的热控制中，芯片和散热器间的热界血材料层是高功耗器件封装中热流的最 大障碍。选择合适的材料來填充芯片和散热器间的界面对半导体器件的性能和町靠性都 十分重要。界而材料通过填

选择正确的热界面材料 微电子器件的热控制中，芯片和散热器间的热界血材料层是高功耗器件封装中热流的最大 障碍。选择合适的材料來填充芯片和散热器间的界面对半导体器件的性能和町靠性都十分 重要。 界而材料通过填充气孔和密贴接介而不光滑表而形貌來降低发热和散热单元间接合而的接 触热阻。在器件中有一些因索会影响到热界而材料层的性能，而热界而材料的体 TIM） （ 热导率是微电子应用中选择热界面材料的-个常'用的辨别条件；其它因索，例如能否达到 所需的粘合层厚度，能否提供低的界面或接触热阻，和是否拥有长期的性能叮靠性也都相 当要。根据应用和热界而材料类型的不同，其结构强度、介电性能、挥发物含量及成 1T 本都可能需要成为选择热界而材料的考虑因素。 热界面材料 一个附有热沉及散热器的倒扣芯片器件的剖面如图所示。芯片和散热器间的热界面层特 1 别定义为散热器和热沉间的热界而层通常定义为。一些液状材料如:粘合 “TIMJ”“TIM-2” ， 剂、硅脂、凝胶、相变材料和垫料都可具有或的功能,每_种液状热界面材 TIM-1TIM2 ・ 料都有各口相应的优点和缺点。大部分热界面材料都含一种聚合物基体,如环氧树脂或硅 树脂，以及导热填充材料如氮化硼、氧化铝、铝、氧化锌以及银。在本文中，对粘合材料 系统的一个实例进行了详细的讨论，然而，其原理也适用于其它的热界而材料系统。 IIM-ZIIM-1 芯片 E 4 I 扣芯片焙甲制电研较 1W 图倒扣芯片器件屮的和层 1.TIM-1TIM-2 热粘合剂：热粘合剂是充满颗粒的,由一或两种材料组成,其典型的应用方法是通过孔分散 或模板印刷。聚合物的交联使粘介剂产生固化，从而提供了粘介性能。热粘介剂的优点在于 它们提供了结构支撑，因此不再需要进行额外的机械加固。 热硅脂:典型的热硅脂是在硅树脂油中掺入热导填充剂。热硅脂不需要固化,它的流动性使 其与其它界面密接，而且形成的热界面层还具有可返修性。在经历随后的工艺和-定时间后， 硅脂性能有可能发生退化、吸出或干透，这些都会使使硅脂热界面材料系统的导热性能受到 很大的影响。 热凝胶：凝胶是低杨氏模量、弱交联的糊状材料。它与热硅脂类似具冇良好的与界而密接性， 但减少了材料吸岀虽。 相变材料相变材料在热应用中经历了从同态到半固态的转变。这种材料在芯片 PCM）: （ 工作条件下处于液态相。相变材料具冇儿个优点，包括与接合面的密接性和不凝占性 II 等。 热垫：热垫通常用掺热导填充剂的非强化的硅树脂來压模制造。导热垫的增强体包括了玻璃 织物、金属薄片及聚合物薄膜。热犁是预先按规格裁剪并具冇填充间隙的功能。它们拥有有 限的导热性能，然而对外加压力很敏感。