TIM1 是芯片封装内部直接接触裸 die 的热界面材料。它决定了芯片结温能否被有效导出，也决定了封装能否通过温循、老化与翘曲验证。这是整个散热链路里最难做、也最容易被忽视的一层。
一、TIM1 在封装里的位置
- TIM1：die 与 lid / 均热板之间，直接接触裸芯片，最薄、要求最高
- TIM1.5：lid 与散热器之间（部分封装结构）
- TIM2：散热器与均热板 / 冷板之间，常见导热垫或硅脂位置
芯片厂与封装厂对 TIM1 的考核最严：导热性能、机械性能、长期稳定性缺一不可。国内能实现 TIM1 小批量供货的材料企业极少。
二、TIM1 的四个技术难点
难点 1：BLT 极薄，热阻要求苛刻
封装内部 bond line 通常只有 0.1–0.5 mm，普通硅胶垫（1–5 W/m·K）在这一厚度下热阻占比过高，直接推高结温。
难点 2：封装翘曲导致界面分层
大尺寸 AI 芯片在回流与功率循环中会产生翘曲，界面若不能自适应间隙变化，就会出现局部空洞、分层。
难点 3：不能泵出、不能干裂
硅脂在反复功率循环后会泵出到边缘，形成干涸区。封装内部一旦泵出，无法维护。
难点 4：长期高温稳定性
封装内材料要承受长期高温与温度交变，热阻与压缩率不能明显漂移。
三、烯冷的 TIM1 方案：纵向石墨烯导热垫
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 导热系数 | 180 W/m·K（纵向 / 厚度方向） | 垂直取向石墨烯，高导热方向即 die → lid 的热流方向 |
| 热阻 | <0.05 °C·cm²/W @ 50 psi | 低装配压力下即可实现低界面热阻 |
| 厚度 | 0.3 / 0.5 / 0.7 mm（定制 0.2–2.0 mm） | 适配不同 BLT 要求 |
| 工作温度 | −40 ~ +200 °C | 覆盖功率器件与高温封装场景 |
| 老化稳定性 | 150 °C × 1500 h，热阻 / 压缩变化 ≤10% | 量产验证数据 |
| 压缩回弹 | 高压缩、高回弹 | 自适应翘曲与间隙变化，避免分层 |
| 界面形态 | 固态，无液态载体 | 无泵出、无干裂、无迁移 |
| 绝缘强度 | >5 kV/mm | 可按需复合绝缘结构 |
四、与常见 TIM1 方案的对比
| 方案 | 纵向导热 | 泵出风险 | 装配压力要求 | 长期稳定性 |
|---|---|---|---|---|
| 导热硅脂 | 中 | 高 | 高 | 易干涸、泵出 |
| 相变材料（PCM） | 中 | 中 | 中 | 受温度循环限制 |
| 普通硅胶垫 | 低（1–5 W/m·K） | 低 | 中 | 压缩永久变形 |
| 烯冷石墨烯导热垫 | 180 W/m·K | 无（固态） | 10–50 psi | 1500 h 老化 ≤10% |
五、按封装类型的选型建议
| 封装场景 | 推荐方案 | 要点 |
|---|---|---|
| FCBGA / 大尺寸 die | EN-PAD-050 | 薄 BLT，低热阻，抗翘曲 |
| SiP / 多 die 异构 | EN-PAD-050 / 070 | 适配共面度差异 |
| 2.5D / 3D 堆叠（含 HBM） | EN-PAD-030 / 050 + EN-PLT | 低应力、抗翘曲 |
| Chiplet / 先进封装 | EN-PAD-030 / 050 | 薄型化、高压缩回弹 |
| 功率模块 IGBT / SiC | EN-PAD-100 + EN-PLT-100/200 | 耐 200 °C，抗功率循环 |
六、样品与验证支持
- 常规样品规格 30×30 mm（0.5 mm 厚），1 片起，可按图模切
- 出样约 2 周；量产 2–3 周（标准厚度）
- 测试方法：ASTM D5470 稳态热阻；可提供热阻-压力曲线
- 可靠性：150 °C × 1500 h 老化、功率循环、TML/CVCM 出气测试
- 随货文件：批号 CoA、尺寸检验报告；完整测试报告可按需提供
- 工程支持：提供翘曲量、BLT、装配压力、功耗与寿命目标，我们给出热阻预算与推荐厚度
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常见问题
TIM1 和 TIM2 有什么区别？
TIM1 指芯片封装内部、直接接触裸 die 的热界面材料（die 与 lid / 均热板之间），BLT 最薄、可靠性要求最高；TIM2 指芯片封装外壳与散热器或液冷板之间的界面，通常厚度更大、压力更低。两者对材料的要求完全不同。
石墨烯导热垫能做 TIM1 吗？
可以。我们的石墨烯导热垫是固态、可压缩的纵向导热材料，纵向导热系数 180 W/m·K、热阻低于 0.05 °C·cm²/W，且经过 150 °C × 1500 h 老化验证，热阻与压缩率变化均 ≤10%，适合封装内薄界面应用。
封装翘曲怎么办？
高压缩回弹材料可自适应间隙变化。建议按实测翘曲量选择厚度（0.3 / 0.5 / 0.7 mm），并保证 10–50 psi 的装配压力，可显著降低界面空洞与分层风险。
会不会泵出或干裂？
不会。石墨烯导热垫是固态材料，不含液态载体，因此不存在硅脂的泵出、干涸、迁移问题，封装内部长期使用更可靠。
可以提供哪些验证数据？
ASTM D5470 热阻-压力曲线、150 °C × 1500 h 老化（热阻/压缩变化 ≤10%）、功率循环、击穿电压、TML/CVCM 出气测试，以及批号 CoA 与尺寸检验报告。