現(xiàn)代電子設(shè)備芯片封裝中熱傳導(dǎo)效率是評價產(chǎn)品性能和可靠性更重要的指標。隨著芯片集成度的越來越高和功率密度的明顯增加,散熱問題也日益突出。導(dǎo)熱凝膠是一種有效熱傳導(dǎo)材料,對芯片封裝起關(guān)鍵作用。本論文將對導(dǎo)熱凝膠的性質(zhì),用途及優(yōu)點進行詳細描述,并討論導(dǎo)熱凝膠對芯片封裝所起到的巨大作用。一、導(dǎo)熱凝膠基本性質(zhì)、所述導(dǎo)熱凝膠為硅樹脂,交聯(lián)劑,導(dǎo)熱填料,固化劑經(jīng)攪拌,混合,封裝后形成凝膠狀導(dǎo)熱材料。一般分單組分與雙組分。單組份導(dǎo)熱凝膠簡單易用且不需攪拌,雙組份導(dǎo)熱凝膠需將A,B劑兩種成分攪拌凝固后方可使用。二、導(dǎo)熱凝膠具有以下主要性能:1、柔軟性和表面親和力:導(dǎo)熱凝膠幾乎沒有硬度,可以壓縮至非常低的厚度(低可達0.1mm),并且具有較強的表面親和力,可鋪放在各種不平整的電子元器件上,明顯提高了傳熱效率。2、潤濕性能好:高性能聚合物預(yù)固化技術(shù)使導(dǎo)熱凝膠對界面表現(xiàn)優(yōu)異潤濕性能,可減小界面接觸熱阻。3、高熱導(dǎo)率與低熱阻抗:有效填充材料為人們提供了高導(dǎo)熱率與低熱阻抗,尤其是在現(xiàn)代智能設(shè)備如智能手機,服務(wù)器及通信設(shè)備中具有高集成度與高性能化。4、低裝配應(yīng)力及可返修性好:導(dǎo)熱凝膠與基材表面粘結(jié)力弱,可剝離且不受裝配應(yīng)力影響裝置,具有可返修性。5、優(yōu)越可靠性:導(dǎo)熱凝膠黏性高、附著力強、不出油、不干燥,長時間使用仍保持熱傳導(dǎo)性能穩(wěn)定。三、導(dǎo)熱凝膠用于芯片封裝:芯片的封裝過程涉及將芯片與其他的元器件整合,從而構(gòu)建出一個完整的功能模塊。導(dǎo)熱凝膠做為一種關(guān)鍵散熱材料有如下用途:1、熱量傳遞:導(dǎo)熱凝膠將芯片與散熱器相連通,并通過充填芯片與散熱器間的間隙將芯片中的熱量傳遞至散熱器中,進而被散熱器帶出達到降溫效果。這一步對確保芯片的長時間穩(wěn)定工作是非常關(guān)鍵的。2、減少熱阻:導(dǎo)熱凝膠具有低熱阻特性,可顯著減小熱量傳遞時熱阻并提高散熱效率。尤其對于高功率密度芯片封裝,采用導(dǎo)熱凝膠可顯著改善系統(tǒng)整體性能。3、適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境:現(xiàn)代電子設(shè)備工作環(huán)境日趨復(fù)雜,散熱材料需求不斷增加。導(dǎo)熱凝膠適應(yīng)性強、可靠性高,能在多種惡劣環(huán)境中穩(wěn)定熱傳導(dǎo)。
四、導(dǎo)熱凝膠的優(yōu)勢導(dǎo)熱凝膠較傳統(tǒng)導(dǎo)熱墊片有如下顯著優(yōu)點:1、熱傳導(dǎo)效率高:導(dǎo)熱凝膠可被壓縮到很低的厚度,熱阻明顯降低,傳熱效率增加。2、較好的可壓縮性:導(dǎo)熱凝膠柔軟、可壓縮性強,能適應(yīng)多種不規(guī)則表面,保證較好的接觸及散熱效果。3、自動化生產(chǎn)適應(yīng)性強:導(dǎo)熱凝膠能夠達到自動化點膠工藝的要求,由點膠機定點定量進行控制,省去了人工的麻煩,生產(chǎn)效率高。4、優(yōu)悅的穩(wěn)定性:導(dǎo)熱凝膠在長時間使用后仍能維持其穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)特性,確保設(shè)備能夠長時間穩(wěn)定工作。
導(dǎo)熱凝膠導(dǎo)熱凝膠由于其特殊的性能優(yōu)勢在芯片封裝過程中起著無可替代的重要作用。隨著電子技術(shù)不斷地進步以及人們對電子設(shè)備性能的要求越來越高,導(dǎo)熱凝膠將會得到更進一步的拓展。今后,導(dǎo)熱凝膠在研發(fā)過程中會更加關(guān)注熱傳導(dǎo)效率的提升,生產(chǎn)成本的降低以及對更多應(yīng)用環(huán)境的適應(yīng)性等問題,從而為電子設(shè)備開發(fā)提供更有效,更可靠的散熱解決方案。