为何设计者需要导热界面材料
导热界面材料旨在为两个配合面提供均匀的热触面，尤其在元件及其散热器契合面之间。在过去，系统设计者通常采用风扇和/或散热器，作为解决特定元件上大多数冷却问题的万灵药。这是因为大多数热量是在大体积电源或大体型 CPU 中产生的，两者的体型都足以容纳此类冷却器材。即使在有强制气流从中穿过的新一代系统中，依然存在着如何将热量快速从元件散发至散热器的问题。导热界面材料通过填充加工表面之间的间隙来提供导热解决方案，确保均匀接触和高传热效率。同样方法也适用于将外壳作为散热器的情况。
导热界面材料可以填充加工表面之间的空气气隙，如上图所示，因此有时也被称为“填缝材料”。通过在加工表面之间添加材料以填充缝隙，就可以创建一条通往散热器的低热阻路径。借助适当的导热界面材料、散热器和自然或强制对流路径建立，就能降低目标元件对环境的热阻。
许多设计者面临的挑战是该如何选择使用导热界面材料，是用在元件与散热器之间、元件与外壳之间，还是说放在板与外壳连接处。
导热界面材料和化合物的类型
导热填缝材料具有固体和液体两种形态，可用于不同工艺，能同时能满足多种产品性能要求。下图中的填缝材料旨在用作导热元件和机箱之间，或热元件和散热器之间的界面材料。
液体点胶类填缝材料
这些材料更广为人知的名字是导热膏、导热凝胶或者导热脂，一些制造商会交替使用这些术语。可以将这些材料直接涂抹在元件上，用作散热器的粘合剂；由于很难进行再加工，因此它们很少用作外壳的界面材料。这些材料可以与陶瓷填料、金属或金属氧化物填料混合就能获得较高的导热性。其中一个应用范例就是将晶体管、PMIC、放大器、GPU 或 CPU 与散热器粘接起来。
导热脂和相变材料
导热脂可用丝网印刷解决方案获得较小的粘合层厚度。相变油脂是比导热脂更先进的替代品，通过优化，可在特定温度范围内获得最大的传热率。这些材料通常用于通过机械力固定并在恒压下固定到位的散热器。在操作过程中，相变材料会固化或液化成粘稠的一层，从而分别释放或吸收潜热。组装过程中，可利用丝网印刷这些高粘性层材料以便获得最小的粘合层厚度。
高导热系数 PCB 层压板
当 PCB 设计者想到高导热层压板时，他们往往想到的是金属芯或陶瓷结构。较新的先进树脂系统具有比标准 FR4 级层压板更高的导热系数，而且不用面对制造这些替代堆叠品的困难。用作导热界面材料时，这些层压板能够通过直接传导或其他导热界面材料（如固态导热垫）为外壳提供高导热性。其它潜在的应用领域包括汽车电源系统、底板和工业电子设备。
导热垫
这些预成形的固态材料使用上非常简单，也可以集成到自动化组装过程中。虽然导热垫一般采用预成形的形状，但是也可以根据所需尺寸进行模切。它们适合用在平面元件上以接合散热器，或者直接附在外壳上。这些材料有多种成分：
◆硅或石蜡基材料，为低导热需求提供低成本解决方案
◆电绝缘材料 ，当应对 ESD 和隔离问题时可使用此材料
◆石墨基材料 ，具有较高的整体导热特性，尤其是面内( in plane) 导热性，可用于较大元件
导热界面材料的甄选
有多种材料规格适用于导热界面材料。材料的热导率或所提供产品的热阻是要考虑的主要材料属性，因为该值可用作仿真或一些基本计算中的设计目标。具市场竞争力的导热界面材料提供的导热率应至少达到 2 W/(m•K)。
很多产品需要考虑电气和机械特性，以便在其所需的应用中使用。这些特性包括：
击穿电压和电阻率：对于将用于高压系统的绝缘导热界面材料，这两种特性非常重要。
杨氏模量：某些材料具有减振效果，因此选择材料时应该考虑机械特性。
温度稳定性：导热界面材料应该在广泛的温度范围内维持可靠的性能，从而确保可靠的热性能并避免过早降解老化。
介电常数：这对于将连接到 PCB 的导热垫很重要，因为电介质的存在会改变高速/高频传输线的阻抗。介电常数还会影响散热器的EMI辐射。
除了材料特性之外，设计者在制造过程中还应该考虑自动化组装过程，以及将特定解决方案集成到 PCBA或外壳的生产便利性。上述列表中的导热界面材料具有固态和液态两种形式，这使得设计者能够灵活选择，找到最适合他们的元件、应用和组装过程的材料。
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