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算力硬件散热破局:德邦 TIM1.5 裸芯片热界面材料与光模块耐插拔导热系列

发布时间:2026-10-08分类:产品速览

AI 服务器把单颗算力芯片的功耗推到千瓦级,裸芯片(Naked Die)与芯粒(Chiplet)封装大规模落地;另一头,800G/1.6T 高速光模块在交换机上被反复插拔更换。两个场景把热界面材料逼到了同一堵墙前:一面是最高 325μm 的裸芯片翘曲,一面是上百次插拔带来的界面磨损。

东立电子材料作为深圳德邦界面材料有限公司授权经销商,本文结合原厂产品参数与实测数据,拆解两条产品线——TIM1.5 裸芯片热界面材料(单组份 DG 系列、双组份 DHG 系列)与光模块耐插拔导热系列(TPlug500SS / TPlug800SS / DPF800TPA / TPlug1000SS)——分别在什么工况下用、参数怎么读、怎么选型。

行业痛点:裸芯片翘曲 325μm、光模块插拔上百次,传统材料先撑不住

传统带盖芯片(Lidded Die)的金属盖承担了大部分形变,翘曲量约 68μm;裸芯片直接暴露在封装应力里,受基板、底部填充、PCB 各层热膨胀系数(CTE)差异叠加,翘曲形变最高可达 325μm——接近 5 倍。

带盖芯片翘曲 68μm 与裸芯片翘曲 325μm 仿真对比图
带盖芯片与裸芯片翘曲仿真对比(Δ68μm / Δ325μm)
带盖芯片与裸芯片实物对比,裸芯片表面直接暴露
带盖芯片与裸芯片实物对比

这给夹在裸芯片与散热器之间的热界面材料提出两个必须同时成立的要求:

光模块侧的问题不在翘曲,而在插拔。交换机、路由器的光口需要频繁更换模块,普通导热垫片经过多次插拔摩擦后掉屑、界面破损,热阻持续恶化,最终表现为光模块降速、误码甚至报错。普通 TIM 垫片无法满足这种反复插拔工况。

针对这两条失效路径,德邦分别开发出 TIM1.5 系列裸芯片专用热界面材料,以及 TPlug 耐插拔导热系列——下面按「先看失效机理,再看参数选型」的顺序展开。

TIM1.5 裸芯片热界面材料:抗泵出、抗开裂、低热阻如何同时做到

TIM1.5 应用在裸芯片(Die)与散热器之间,是 AI 大算力芯片、芯粒封装的核心界面材料。普通硅脂的问题出在分子层面:基体是短链硅油,交联密度低,温循后极易泵出;而把交联度做高,模量随之上升,又容易在大翘曲应力下产生裂纹。

TIM1.5(DHG400/DHG600)应用在裸芯片与散热器之间的芯片结构示意图
TIM1.5 应用位置:裸芯片与散热器之间(DHG-400 / DHG-600)
普通导热硅脂微观结构:短链硅油包裹导热填料,温循后易泵出
普通导热硅脂的微观结构:短链硅油 + 导热填料

德邦的解法是调控聚合物交联密度来平衡模量:模量低到不会泵出、高到不会开裂,同时保持低热阻。按施工方式分为单组份 DG 系列、双组份 DHG 系列两大矩阵。

1. 单组份 DG 系列:开箱即用,适配自动化产线

性能参数DG3026DG4000AT2DG5000ATDG6000AT
颜色黄色灰色灰色灰色
组分单组份单组份单组份单组份
导热系数 (W/mK)3.34.55.56.2
热阻 @40psi (℃·in²/W)0.060.050.0080.03
最小界面厚度 BLT (μm)11151517
粘度 (Pa·s)1505507501180
挥发分0.1%0.1%0.1%0.2%

产品特点:单组份、开箱即用;粘度区间宽、触变性优秀,支持点胶、丝网印刷、钢网印刷多种工艺;室温储存稳定性好,可适配不同功率密度的裸芯片。对不想引入配比与混胶环节的产线,DG 系列是更省事的选择。

2. 双组份 DHG 系列:DHG400 与 DHG600 怎么选

DHG 系列是双组份可固化的 TIM1.5 材料,固化后形成适度交联的弹性体系,从根源上改善传统硅脂的「泵出现象」,是德邦 TIM1.5 的主力型号,其中 DHG600 为标杆产品。

DHG600 正切损耗测试曲线,用于调控交联密度与模量
DHG600 正切损耗测试曲线(交联密度调控依据)
DHG600 温循泵出对比测试实拍:DHG600 无开裂无泵出,普通硅脂明显开裂挤出
DHG600 温循泵出对比测试实拍
DHG600 核心性能数值
组分双组份,铝粉 + 硅油体系
导热系数6.131 W/mK
BLT 界面厚度20μm @40psi
热阻0.045 ℃·cm²/W @40psi、80℃
操作时间4h @25℃
固化条件24h @25℃,或 30min @100℃
挥发分0.2551%(150℃×24h)

可靠性实测表现:

DHG600 1000 小时可靠性热阻变化曲线,热阻变化控制在 15% 以内
DHG600 1000h 可靠性热阻变化曲线

分工上,DHG400 导热系数 4.1W/mK,适合中低算力裸芯片场景;DHG600 面向高功率、大尺寸 AI 裸芯片。

TIM1.5 选型提示

耐插拔导热系列:光模块反复插拔的散热解决方案

交换机、路由器的高速光模块需要频繁插拔更换,普通导热垫片多次插拔后会磨损掉屑,界面产生间隙,热阻飙升。德邦耐插拔系列采用导热胶体复合不锈钢薄膜的结构:0.02mm 不锈钢膜作为耐磨层直接承受插拔摩擦,保护内部导热基体,多次插拔后依然维持稳定热阻,是 800G/1.6T 光模块光口散热专用材料。

交换机光模块反复插拔场景实拍,光口散热依赖耐插拔导热材料
交换机光模块高频插拔场景
高速光模块与光笼子连接器结构渲染图
高速光模块与光笼子(Cage)结构
耐插拔导热材料结构分层示意:不锈钢膜承担摩擦,内部为 PCM 或导热体
耐插拔结构分层:不锈钢膜(耐磨层)+ PCM/导热体

耐插拔全系列型号参数

性能参数TPlug500SSTPlug800SSDPF800TPATPlug1000SS
结构组成0.3mm 高回弹导热垫 + 0.02mm 不锈钢膜0.3mm 导热垫 + 0.02mm 不锈钢膜0.2mm 相变 PCM + 0.02mm 不锈钢膜0.3mm 非硅导热垫 + 0.02mm 不锈钢膜
热阻 @10psi、60℃ (℃·in²/W)0.920.4470.1930.289
热阻 @10psi、70℃ (℃·in²/W)0.860.4590.1980.286
耐插拔次数>50 次>100 次>100 次>100 次

各型号适用场景拆解

核心优势小结:不锈钢薄膜承担摩擦,内部导热层不受插拔磨损,插拔上百次热阻依然稳定;同时提供普通硅基材、相变基材、非硅基材三种版本,兼顾散热性能与光器件防污染需求。

东立电子:德邦授权经销商,TIM1.5 与耐插拔材料选型支持

东莞市东立电子材料有限公司作为深圳德邦界面材料官方授权经销商,针对算力裸芯片、高速光模块两大赛道,可提供 TIM1.5(DG/DHG 全系列)与 TPlug 耐插拔全系列的完整支持:

算力芯片的翘曲难题、光模块的插拔磨损痛点,不再需要以牺牲散热性能为代价。如果您正在做裸芯片封装或高速光模块热设计,欢迎联系我们获取产品规格书与样品评估。

常见问题(FAQ)

什么是 TIM1.5 热界面材料?

TIM1.5 是介于 TIM1(芯片与封装基板/盖之间)与 TIM2(芯片或封装体与散热器之间)之间的一类界面材料,特指直接作用于裸芯片(Die)表面的热界面材料。由于裸芯片没有金属盖保护、翘曲量大,TIM1.5 必须同时具备低热阻与抗泵出、抗开裂能力,德邦的 DG 单组份与 DHG 双组份系列即属此类。

裸芯片为什么不能用普通导热硅脂?

普通导热硅脂基体是短链硅油,交联密度低。在温度循环中硅油会析出、基体被挤出缝隙,填料团聚后热阻迅速上升;而带盖芯片靠金属盖吸收了大部分形变,硅脂尚可应付,裸芯片最高 325μm 的翘曲会把这套失效路径直接放大。DHG600 通过固化形成适度交联弹性体,1000 小时温循后无泵出、无开裂。

DHG400 和 DHG600 怎么选?

按芯片功耗与尺寸划分:DHG400 导热系数 4.1W/mK,适合中低算力裸芯片;DHG600 导热系数 6.131W/mK、热阻 0.045℃·cm²/W@40psi,面向高功率大尺寸 AI 裸芯片。两者固化条件相同(24h@25℃ 或 30min@100℃),切换成本主要在点胶量与网版设计上。

光模块耐插拔导热材料是怎么做到插拔上百次热阻不变的?

关键在结构分工:外层 0.02mm 不锈钢膜是耐磨层,插拔摩擦全部由它承担;内部导热体不参与摩擦,因此不会掉屑、不会破损,热阻自然不漂移。实测 TPlug800SS、DPF800TPA、TPlug1000SS 均可耐插拔 100 次以上。

DPF800TPA 和 TPlug1000SS 有什么区别?

两者都是「低热阻 + 长插拔寿命」的路线,差别在基材:DPF800TPA 用 0.2mm 相变 PCM,达到相变温度后软化浸润界面,热阻最低(0.193℃·in²/W@10psi、60℃),适合高功耗光模块;TPlug1000SS 用 0.3mm 非硅导热垫,无硅油析出,适合对硅氧烷污染零容忍的光器件。若客户未明确防硅油要求,优先 TPlug800SS 更经济。

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