导热界面材料的可靠性杀手有不少,细数起来有如下几个:
第一条就是大家都比较熟悉的耐热性。其实也就是寿命,导热材料厂家为了追求导热率测试数据,让材质更软,压缩率更高,需要添加适当的小分子油,起到润滑作用,这些初期显效的手段往往没有耐久性,迟早会泵出,随之硬度增加,导热率迅速下降。
第二条就是蠕变,为了初期的导热率数据,导热材料往往要做到超低的硬度,要么多加油,要么降低交联度,油多易渗出,交联低易蠕变,蠕变是高分子材料在长期应力下不可恢复的形变,导致界面材料接触面松弛,高分子材料的蠕变程度和硬度相反,硬度越小,抗蠕变越小,一体两面,追求材料软,蠕变势必也大,既要很软又要高回弹低蠕变那是不可能的。
第三条对导电材料石墨烯和液态金属,石墨烯掉屑,液态金属泵出都可能导致电路板短路的风险。
第四条横向散热。各项同性的导热材料,热量在导热垫平面内扩散,在芯片封装紧凑,多热源共存的场景下,会引发一系列的可靠性和性能问题。一是热串扰,多芯片封装和高密度服务器共享散热器模组,某芯片的热量通过导热垫横向传导至相邻芯片的散热路径,导致后者温度被动升高。其二散热效率下降,导热垫各项同性导致热量在整个导热垫面积上扩散,从而降低垂直方向的有效热通量(即使导热垫面积和芯片面积一致,也会因导热介质局部分散不均导致热量滞留)。横向扩散看似增加了热量传递的“路径”(等效截面积增大),但这些横向路径的热量并未直接传递至散热器,而是散失到周围环境或滞留在导热垫内部。真正能传递到散热器的热量仍需通过垂直方向的路径,但由于热量被横向分散,垂直方向的有效热通量(单位面积的热流量)被显著降低。
导热材料的主要功能是保护芯片的安全,如果忽略安全性一味追求短期导热终导致得不偿失。
以上各种杀手对当前的各类导热材料都是条条致命,但对于氮化硼取向结构导热垫,却都是轻松化解,氮化硼导热垫不依赖高压缩就能有高导热率,无需添加小分子油,耐热性无可质疑,抗蠕变能力远超当前各类导热垫,同时具备高回弹性,绝佳的绝缘性,完美的各项异性导热率(横向导热率极低不到1瓦),全方位无死角地锁紧芯片的安全闸门。










