一、TIM材料在多层板中的热传导路径

TIM（热界面材料）在多层板中的热传导路径主要取决于材料的导热系数、厚度和接触面积。常见的TIM材料导热系数在3-8 W/mK之间，能够有效降低热阻，提升散热性能。

 热传导路径解析

1. 导热胶层：作为热界面材料，导热胶直接与芯片和散热层接触，其导热系数和厚度直接影响热阻。

2. 预浸料层：预浸料作为多层板的基材，其导热性能和热膨胀系数对整体散热性能有重要影响。

3. 金属基底层：如铝或铜基底，提供高效的热传导路径，将热量从芯片快速传导至外部散热结构。

 二、芯片封装基板的层间热耦合优化方案

 1. 材料选型

- 导热胶：选择高导热系数的导热胶（如环氧树脂基导热胶或有机硅基导热胶），其导热系数应≥3 W/mK。

- 预浸料：选择低热膨胀系数（CTE）和高导热系数的预浸料，如改性环氧树脂或陶瓷填充预浸料。

 2. 结构设计

- 层间接触优化：通过减小导热胶层厚度和增加接触面积，降低接触热阻。

- 导热路径优化：在多层板中设计垂直导热路径，如使用高导热系数的金属柱或导热填料。

 3. 工艺优化

- 填料选择与混合：采用混杂填充技术，如结合石墨烯和纳米铜填料，形成协同效应，提升导热性能。

- 表面改性：对填料进行表面改性（如硅烷处理），提高填料在基体中的分散性和界面结合力。

 三、协同散热设计要点

 1. 导热胶与预浸料的协同作用

- 导热胶：提供高效的热界面连接，降低芯片与散热层之间的热阻。

- 预浸料：作为基材，提供稳定的机械性能和良好的热传导性能。

 2. 优化策略

- 材料匹配：确保导热胶和预浸料的热膨胀系数匹配，减少热应力。

- 工艺控制：优化固化工艺，确保导热胶和预浸料的界面结合力和导热性能。

通过合理的材料选型、结构设计和工艺优化，可以显著提升芯片封装基板的散热性能，满足高功率密度芯片的散热需求。