热界面材料的工作原理

什么是热界面材料？

热界面材料（TIM）是任何热管理解决方案的关键部分。由于它在物理上是大多数应用的一小部分，因此它是一个易于忽略的易于组成部分。但热界面材料可以制造或打破设备及其相关产品。

许多工程师更关注散热器的设计，但往往忘记花时间考虑热量是如何从热源传递到散热器的。即使最光滑的表面也有一定程度的表面粗糙度。两个相互接触的表面的粗糙度产生了气泡。由于空气是一种良好的热绝缘体，空气袋从配合表面粗糙度阻碍传热从一个表面到另一个。

在下图中，来自黑色表面的热量只能通过红色突出显示的点传导到灰色的散热器。橙色的箭头帮助想象热量来自整个黑色的表面，但通过这些接触点受到限制。气穴用浅蓝色表示。热量可以通过蓝色的空气袋传递，尽管效率非常低，与通过红色接触点的传导水平相比非常少。

这适用于任何电气设备，通常封装在外壳中，将热量传递到金属散热器，而没有热界面材料。

热界面材料做什么?

这就是使用热界面材料的原因。TIM用一种优化了导热性能的材料取代了大部分的气穴。通过使用热界面材料，我们增加了从热源转移到散热器的热量。

下图中深蓝色为热界面材料。大部分浅蓝色的气穴已经被淘汰，取而代之的是更导电的材料。热现在在整个表面有效地传导。这大大改善了远离热源的传热。在大多数情况下，几乎不可能完全排出空气，所以在小角落和裂缝中仍然有小气穴。但是这种情况下的热性能比没有TIM的情况下有了很大的改善。

热界面材料有许多不同的形式和选择:电隔离或导电，硅基或无硅，顺应或硬，固体或液体或两者，等等。TIM选择是一个非常具体的应用决策。

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