電子器件高頻、高速和集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子元器件的總功率密度急劇增加，而物理尺寸卻越來越小。由此帶來的高溫環(huán)境不可避免地對電子元器件的性能產(chǎn)生影響，因此需要更有效的熱控制方法。解決電子元器件散熱問題成為當(dāng)前的重點(diǎn)任務(wù)。電子元器件的高效散熱問題主要受傳熱學(xué)和流體力學(xué)原理的影響。電氣器件的散熱是控制電子設(shè)備運(yùn)行溫度，從而保證其溫度性能和安全性的過程。這涉及散熱和材料等多個(gè)方面的內(nèi)容。目前主要的散熱方式包括自然散熱、強(qiáng)制散熱、液體散熱、制冷散熱、疏導(dǎo)散熱和熱管散熱等。

而隨著需求的增長、應(yīng)用場景的多元化，以及內(nèi)部IGBT集成件化、微型化等發(fā)展趨勢，電子電氣產(chǎn)品正面臨著更為嚴(yán)峻的“熱度”挑戰(zhàn)。作為變頻技術(shù)的主要應(yīng)用之一，變頻空調(diào)依托變頻器內(nèi)的IPM、IGBT、二極管等高功率元器件，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的節(jié)能性和溫度均勻性，近年來逐步成為市場主流。

單管IGBT和IGBT模塊對產(chǎn)品安全、可靠性提出耐高溫、散熱性優(yōu)、工作溫度范圍廣、使用壽命長等更高要求。芯片的散熱主要通過IGBT模塊中的陶瓷基板來實(shí)現(xiàn)，其作用是吸收芯片的產(chǎn)熱并傳導(dǎo)至熱沉上，從而實(shí)現(xiàn)芯片與外界之間的熱交換，對于熱界面材料有耐高溫阻燃高導(dǎo)熱高絕緣的要求。

熱界面材料的選擇（Thermal Interface Material, TIM）

選擇理想的熱界面材料需要關(guān)注以下因素：

1）熱導(dǎo)率：熱界面材料的體熱導(dǎo)率決定了它在界面間傳遞熱量的能力，減少熱界面材料本身的熱阻；

2）熱阻：理想情況下應(yīng)盡可能低，以保持設(shè)備低于其工作溫度；

3）導(dǎo)電性：通常是基于聚合物或聚合物填充的不導(dǎo)電材料；

4）相變溫度：固體向液體轉(zhuǎn)變，界面材料填充空隙，保證所有空氣被排出的溫度；

5）粘度：相變溫度以上的相變材料粘度應(yīng)足夠高，以防止在垂直方向放置時(shí)界面材料流動(dòng)滴漏；

6）工作溫度范圍：必須適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境；

7）壓力：夾緊產(chǎn)生的安裝壓力可以顯著改善TIM的性能，使其與表面的一致性達(dá)到最小的接觸電阻；

8）排氣：當(dāng)材料暴露在高溫和/或低氣壓下時(shí)，這種現(xiàn)象是揮發(fā)性氣體的釋放壓力；

9）表面光潔度：填充顆粒影響著界面的壓實(shí)和潤濕程度，需要更好地填補(bǔ)了不規(guī)則表面的大空隙；

10）易于應(yīng)用：容易控制材料應(yīng)用的量；

11）材料的機(jī)械性能：處于膏狀或液態(tài)易于分配和打印；

12）長期的穩(wěn)定性和可靠性：需要在設(shè)備的整個(gè)壽命周期內(nèi)始終如一地執(zhí)行（如微處理器7-10年，航空電子設(shè)備和電信設(shè)備的壽命預(yù)計(jì)為數(shù)十年）；13）成本：針對不同應(yīng)用，在性能、成本和可制造性等因素進(jìn)行綜合權(quán)衡。