Термички принципи и стратегије побољшања термичких интерфејс материјала
Са развојем савремених електронских уређаја ка минијатуризацији, великој густини снаге и високој интеграцији, проблем дисипације топлоте електронских уређаја постао је кључни фактор који утиче на век трајања и перформансе уређаја, посебно у области 5Г. Због тога су потребна боља решења за управљање топлотом да би се решио овај проблем. Уопштено говорећи, топлота коју генеришу електронски уређаји треба да се пренесе на површину хладњака, а пуњење термичких материјала интерфејса (ТИМ) између електронског уређаја и хладњака може максимизирати капацитет преноса топлоте.
ТИМ се углавном састоје од органских матрица и неорганских пунила. Према томе, укупна топлотна проводљивост ТИМ-а биће одређена топлотном проводношћу полимера и неорганских пунила, међуфазном топлотном отпорношћу полимера и неорганских пунила и међуфазном топлотном отпорношћу између контактних површина неорганских пунила. Топлотна проводљивост је углавном одређена електронима и/или фононима, а топлота коју генерише чип се преноси на хладњак кроз Тимс, чиме се постиже циркулација система за дисипацију топлоте и расхладних електронских уређаја.
Електронска проводљивост топлоте се углавном јавља у проводним топлотно проводним материјалима. Када су ови материјали у неуравнотеженом окружењу, електрони ће дифундирати са високих на ниске температуре, стварајући одговарајуће струје и топлотне токове, што резултира електронском проводљивошћу топлоте. У медијима и непроводним полимерима, проводљивост топлоте је обично фононска топлотна проводљивост. Када се једна страна овог типа материјала загреје, решетка материјала вибрира, а одговарајућа вибрација се преноси на суседне атоме, што резултира преносом топлотног тока у материјалу. Типично, ТИМ-ови са којима се сусрећемо су овог типа. Као компонента ТИМ-а, неорганска неметална пунила имају релативно правилну дистрибуцију решетке, а фонони се могу ширити дуж правца решетке, често показујући одличну топлотну проводљивост; У другој важној компоненти полимера, полимерни ланци су испреплетени и не проводе фононе велике брзине. Ови фонони су високо дисперговани на интерфејсу полимерног ланца, што доводи до значајног смањења протока фонона и смањења топлотне проводљивости. Због тога је смањење расејања фонона посебно важно за побољшање топлотне проводљивости.
Конвенционална метода за конструисање ТИМ-а је употреба неорганских пунила са високом топлотном проводљивошћу. Међутим, због ниске топлотне проводљивости полимерних полимера, укупна топлотна проводљивост ТИМ-ова конструисаних на овај начин често није идеална због њиховог топлотног отпора на интерфејсу са неорганским пунилима. Стога, смањење међуфазног топлотног отпора између неорганских пунила и полимера, неорганских пунила и неорганских пунила, и конструисање путева топлотне проводљивости, или узимајући у обзир оба, постали су правац за побољшање топлотне проводљивости ТИМ-а.
Минијатуризација и велика снага електронских производа и опреме захтевају да се топлотна проводљивост топлотно проводних материјала такође треба стално побољшавати. Због тога су висока топлотна проводљивост, одлична тиксотропија и добра стабилност складиштења најважнији правац истраживања и развоја топлотно проводних материјала.
