相變材料

PCM 導熱介面材料是一種薄膜，在室溫下為固態（因此運輸和安裝方式如同導熱墊片），但在特定的轉變溫度下會軟化或熔化——對於聚合物基的等級，通常為 50–60 °C。在首次加熱循環中，材料會流入熱源和散熱器表面的微觀不規則處，達到接近導熱膏的接合厚度 (10–50 µm)。一旦冷卻至轉變溫度以下，它會再次固化，將接觸點鎖定。其結果是擁有如導熱膏般的接觸熱阻，同時兼具如導熱墊片般的安裝簡易性，並且在熱循環下不會產生泵出現象。

當您希望獲得導熱膏等級的接觸熱阻，又不想在組裝時弄得髒亂或承擔長期的泵出風險時，請選擇 PCM。常見應用案例包括：伺服器 CPU/GPU 的整合式散熱蓋、筆記型／桌上型電腦的 OEM 散熱模組，以及任何在產線上點塗導熱膏不切實際，而導熱墊片的黏合層又太厚的大量組裝應用。在以下情況請勿使用 PCM：(a) 表面過於粗糙，即使是熔化的 PCM 也無法填滿間隙（請改用導熱墊片）；或 (b) 工作溫度始終低於相變點，導致材料永遠不會軟化（請改用導熱膏）。

TIC800M 是一種鉍錫合金，在 60 °C 以上會發生真正的固液相變，並在 57 °C 以下重新固化。其導熱係數為 18.9 W/m·K——是頂級聚合物 PCM 的 2–4 倍，也是典型矽基導熱膏的 5 倍。其缺點是具有導電性，因此必須僅用於絕緣的封裝表面（附近不可有裸露的 PCB 線路），且相變溫度由其合金化學成分決定而固定不變。應用案例包括：雷射二極體泵浦、高電流 SiC 模組，以及任何聚合物 PCM 的熱阻成為瓶頸的場合。

應選擇比設備的典型操作接面溫度低 10–20 °C 的相變溫度，以確保 PCM 在正常運作期間能可靠地軟化。大多數 CPU 和 GPU 在運作時其上蓋溫度為 60–80 °C，因此相變溫度為 50–60 °C 的聚合物 PCM 是標準選擇。連續運作在 80–100 °C 的工業用電源模組，可能適合使用更高相變溫度的配方；請諮詢您的應用工程師。相變溫度與最高工作溫度無關，後者可以高出許多（例如 TIC800K 在 125 °C 時仍能正常運作）。

聚合物 PCM 在一次熱循環後會留下黏性殘留物，可以用異丙醇擦拭乾淨，情況與導熱膏類似。金屬 PCM (TIC800M) 則會重新固化成薄殼狀，需要小心地剝離和清潔。移除原有材料後重新塗抹新的 PCM 可以恢復接合——但對於金屬 PCM 的接合處，需檢查是否與散熱器發生表面合金化（有些電鍍層在長期使用後會發生反應）。對於 OEM 大量生產的設計，應規劃為一次性安裝，不應為現場重工編列預算。

PCM 薄膜使用不同的載體出貨：鋁箔 (TIC800A-AL — 改善擴散均勻性)、聚醯亞胺 / Kapton MT (TIC800D, TIC800P, TIC800K — 提供機械強度和耐化學性)、不鏽鋼膜 (TIC800G-ST — 用於更高的機械應力)，以及無支撐的柔性固體 (TIC800A, TIC800G, TIC800H — 具備最佳導熱性能，需小心處理)。聚合物或金屬載體的選擇通常更多是基於組裝自動化的需求，而非導熱性能考量 — 大多數聚合物載體增加的淨熱阻小於 5 %。