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选择精确的热界面材料

微电子器件的热控制中,芯片和散热器间的热界面材料层是高功耗器件封装中热流的最大年夜妨碍。选择合适的材料来填充芯片和散热器间的界面对半导体器件的性能和靠得住性都非常重要。

选择精确的热界面材料

微电子器件的热控制中,芯片和散热器间的热界面材料层是高功耗器件封装中热流的最大年夜妨碍。选择合适的材料来填充芯片和散热器间的界面对半导体器件的性能和靠得住性都非常重要。

界面材料经过过程填充气孔和密贴接合面不但滑外面描写来降低发热和散热单位直接合面的接触热阻。在器件中有一些身分会影响到热界面材料(TIM)层的性能,而热界面材料的体热导率是微电子应用当选择热界面材料的一个经常使用的辨别条件;其它身分,例如可否达到所需的粘合层厚度,可否供给低的界面或接触热阻,和能否具有经久的性能靠得住性也都相当重要。根据应用和热界面材料类型的不合,其构造强度、介电性能、挥发物含量及本钱都能够须要成为选择热界面材料的推敲身分。

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1所示。芯片和散热器间的热界面层特别定义为“TIM-1”,散热器和热沉间的热界面层平日定义为“TIM-2”。一些液状材料如:粘合剂、硅脂、凝胶、相变材料和垫料都可具有TIM-1或TIM-2的功能,每种液状热界面材料都有各自照应的长处和缺点。大年夜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,和导热填充材料如氮化硼、氧化铝、铝、氧化锌和银。在本文中,对粘合伙料体系的一个实例停止了详细的评论辩论,但是,其道理也实用于其它的热界面材料体系。

选择精确的热界面材料

图1. 倒扣芯片器件中的TIM-1和TIM-2层

热粘合剂:热粘合剂是充斥颗粒的,由一或两种材料构成,其典范的应用办法是经过过程孔分散或模板印刷。聚合物的交联使粘合剂产生固化,从而供给了粘合性能。热粘合剂的长处在于它们供给了构造支撑,是以不再须要停止额外的机械加固。

热硅脂:典范的热硅脂是在硅树脂油中掺入热导填充剂。热硅脂不须要固化,它的活动性使其与其它界面密接,并且构成的热界面层还具有可返修性。在经历随后的工艺和一准时间后,硅脂性能有能够产生退步、吸出或干透,这些都邑使使硅脂热界面材料体系的导热性能遭到很大年夜的影响。

热凝胶:凝胶是低杨氏模量、弱交联的糊状材料。它与热硅脂类似具有优胜的与界面密接性,但增添了材料吸出量。

相变材料(PCM):相变材料在热应用中经历了从固态到半固态的改变。这类材料在芯片任务条件下处于液态相。相变材料具有几个长处,包含与接合面的密接性和不凝结性等。

热垫:热垫平日用掺热导填充剂的非强化的硅树脂来压模制造。导热垫的加强体包含了

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