熱界面材料(Thermal Interface Materials,TIM)又稱為導熱材料、導熱界面材料或接口導熱材料,是⼀種普遍用于IC封裝和電⼦散熱的材料,主要用于填補兩種材料接合或接觸時產生的微空隙及表⾯凹凸不平的孔洞,減少熱傳遞的阻抗,提高散熱性。
隨著微電子產品對安全散熱的要求越來越高,熱界面材料也在不斷的發展。從最初的導熱脂發展到如今的導熱墊片、導熱凝膠、導熱相變材料、導熱膠、導熱膠帶和液態金屬等多種品類。傳統的聚合物基熱界面材料在所有產品中占比接近90%,液態金屬熱界面材料占比較少,但份額逐步擴大。其中,流動態的導熱油脂用作導熱材料,有利于使用過程中的自動化,并且其熱阻很小,是當前市場份額最大的導熱界面材料。
熱界面材料應用市場隨各終端領域的發展而發展,以通信網絡(5G)、汽車電子(新能源)、人工智能、LED等為代表的領域未來發展潛力巨大,相應地會帶動熱界面材料市場的發展壯大。一是在通信行業規;瘧,5G時代將帶來巨大的增量需求。由于通信設備功率不斷加大,發熱量也在快速上升。導熱材料能有效提高設備的可靠性,因此在通訊領域有著廣泛的應用。近年來,在電信運營商投資的帶動下,通信設備行業目前仍舊保持了較快的發展速度。5G時代下,基站投資額和基站數量將快速增長,對程控交換機和移動通訊基站設備的需求將快速增加。二是支撐5G時代下的物聯網應用,除了手機和電腦,5G終端還擴展到了汽車、家用電器、智能穿戴、工業設備等,終端設備的豐富也將直接拉動對導熱材料和器件的需求,利好導熱材料行業。三是通信設備制造業疊加5G的催化,將帶來對導熱材料、EMI屏蔽材料等產品的巨大需求,具有深厚技術積累的公司將分享行業發展的紅利。
理想的熱界面材料應具有的特性是:高熱導性、高柔韌性、表面潤濕性、適當的黏性、高壓力敏感性、冷熱循環穩定性好、可重復使用等。因此,需要進⼀步解決的問題:一是在聚合物基復合材料的設計方面,需要更先進的增強體設計,在保證力學性能的前提下,提高熱傳導性能;二是在材料的制備與加工方面,需要改善填料、增強體與基體的界面結合,獲得理想的復合材料構型;三是在研究方面,需要進⼀步深入理解多尺度上的聲子熱傳導、載流子傳導機制、聲子-電子耦合機制、界面處復雜的電子與聲子傳輸機制等,為熱界面材料的設計提供理論依據。
關于熱界面材料的未來發展趨勢:一是需要加強資源整合。通過政策引導等方式,加強對相關研發和產業資源的整合,形成完整的上下游創新鏈、產業鏈,走專業化發展道路,推動熱界面關鍵材料,特別是上游原材料的快速突破,以滿足我國電子工業發展的需求。二是要加快專利布局。引導大學、研究院所、企業根據其不同的優勢特點,在全產業鏈布局核心專利,建立對核心專利的保護網,鞏固我國在此方向的技術及知識產權地位,突破國際技術專利壁壘。三是要完善創新平臺。目前,在國家重點研發計劃專項的引導下,國內部分熱管理科研單位已成立“熱管理技術聯盟”。應進⼀步吸引國內外優勢企業,特別是熱管理需求單位加⼊,建⽴技術、人才、項目、應用的交流合作機制,推動創新資源融合和共享。
熱界面材料的研究現狀和未來發展趨勢,請大家關注2022年中國(大灣區)先進熱管理材料技術發展高峰論壇中來自中國科學院深圳先進技術研究院的副研究員曾小亮為大家帶來的詳細解讀。
報告題目:熱界面材料研究現狀及未來發展趨勢
演講人:中國科學院深圳先進技術研究院 曾小亮 副研究員
報告時間:7月13日 9:10-9:50
報告地點:3樓V2會議室(佛山順德新君悅國際酒店)
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