導熱系數：衡量材料傳熱能力的指標。給定材料兩側的兩個表面，它們之間存在溫差，熱導率是每單位時間和每單位表面積傳遞的熱能除以溫度差 。

導熱性是一種散裝特性，描述了材料傳熱的能力。在圖1的等式中，熱傳導率是比例因子K.傳熱距離定義為通過材料（Q）傳遞的熱量，從溫度T1到溫度T2，當T1> T2 2 .

圖1：從熱（T1）表面到冷（T2）表面的傳導傳熱過程。

材料的導熱性在電子設備的冷卻中起著重要作用;從產生熱量的模具到容納電子器件的機柜，傳導熱傳遞以及隨后的熱傳導是整個熱管理過程中不可或缺的組成部分。

熱量來自模具對外部環境是一個復雜的過程，在設計熱解決方案時必須要了解。過去，許多設備無需像散熱器那樣需要外部冷卻設備即可運行。在這些器件中，由于主要傳熱路徑進入PCB，因此需要優化從芯片到電路板的導通電阻。隨著功率水平的增加，僅僅向板內的熱傳遞變得不充分。現在，大部分熱量通過部件的頂部表面直接散發到環境中。在這些新型高功率器件中，低結殼電阻非常重要，附加散熱器的設計也很重要。

確定材料導熱在特定熱管理應用中的重要性（例如散熱片），重要的是將與傳導傳熱相關的整體熱阻分為三個部分：界面，擴散和傳導電阻。

接口材料
界面材料增強了熱接觸不完美的配合面。具有良好表面潤濕能力的高導熱材料將降低界面電阻。

擴散電阻
擴散電阻用于描述與較大散熱器耦合的小熱源相關的熱阻。除其他因素外，散熱器底座的導熱系數直接影響擴散阻力。

導電電阻
導電電阻是散熱器內部熱阻的量度，因為熱量從基座傳到鰭片散落到環境中。關于散熱器設計，傳導阻力在自然對流和低氣流條件下不太重要，隨著流速的增加變得越來越重要。

導熱系數的常用單位為W/mK和Btu/hr-ft - °F。

材料體積電導率（W/mk）銀，純418.0銅11000 388.0鋁6061 T6 167.0鋅，純112.2鐵，鑄造55.0焊料，60％錫50.0鈦15.6熱油脂，T660 0.90玻璃纖維0.040 Air，stp 0.025

在電子行業中，不斷推動更小尺寸和更快速度，大大減少了許多部件的規模。由于這種轉變現在從宏觀尺度繼續到微尺度，因此重要的是要考慮對導熱系數的影響，而不是假設整體特性仍然準確。基于連續體的傅立葉方程不能預測這些較小尺度的熱特性。需要更完整的方法，如玻爾茲曼輸運方程和格子Boltzmann方法 3 。

厚度對電導率的影響見圖2。是硅，廣泛用于電子產品。

圖2：硅薄膜的熱導率 3

與許多物理性質一樣，導熱系數可以是各向異性取決于材料（取決于方向）。結晶和石墨是這種材料的兩個例子。石墨已被用于電子工業，其高面內導電性是有價值的。石墨晶體具有非常高的面內電導率（~2000 W/mK），這是由于它們的基面上具有強的碳 - 碳鍵合。然而，平行的基面彼此弱結合，垂直于這些平面的熱導率非常低（~10 W/mK） 4 。

導熱系數是不僅受厚度和方向變化的影響;溫度也會對整體幅度產生影響。由于材料溫度升高，內部顆粒速度增加，導熱性也增加。這種增加的速度以較小的阻力傳遞熱量。 Wiedemann-Franz定律通過將熱導率與電導率與溫度相關聯來描述這種行為。值得注意的是，溫度對導熱系數的影響是非線性的，如果沒有事先的研究，很難預測。下圖顯示了在很寬的溫度范圍內導熱率的行為。這些材料（氮化鋁和硅）都廣泛用于電子產品中（分別見圖3和圖4）。

圖3：導熱系數氮化鋁作為溫度的函數。

圖4：硅的熱導率隨溫度的變化 5 。

未來，具有多個內核的更高功率處理器將進一步推動對提高導熱性的需求。因此，值得研究在電子封裝中使用的現有材料的導熱性增強的其他研究和開發領域。一個這樣的領域是納米技術對導熱性的影響，其中碳納米管由于大的聲子平均自由路徑 7 而顯示出接近金剛石的導電率值。隨著器件功耗的穩步上升，新材料的開發和現有材料的增強將帶來更有效的熱管理。