在热仿真建模中，发热器件和散热器之间的界面热阻不可忽略。图来自论文：《Enhancement of thermal interface materials with carbon nanotube arrays》
为减小这一界面热阻，通常涂覆一定厚度的导热硅脂，其实际厚度约为0.1mm的量级。常规的做法是将导热硅脂层建成一个三维的块，然后与其他区域一同生成网格并求解；由于硅脂层与相邻区域的几何尺寸差异极大，这一做法会导致网格生成困难或网格数量极大，进而影响温度场的快速求解。实际上，在许多热仿真软件例如COMSOL中，对于这一典型的薄层问题早已经有简化求解方案。例如两个不锈钢圆柱体之间有一层很薄的陶瓷材料，这个可以类比于发热器件和散热器之间的导热硅脂。![]()
在COMSOL中可以使用无网格的薄层模型去等效。通过将薄层结构表示为边界（一个界面）来简化几何结构，大大减少网格。在复杂几何结构中，这一简化可以显著减少仿真所需的内存用量和时间。在COMSOL中，这个边界采用“薄层”特征来代替，有三个选项：热薄近似、热厚近似和常规。这一薄层不仅可以代表单层材料，也可以代表多层薄材料压接在一起的情形。例如，单层材料可以用于导热硅脂层建模，而多层材料可以用于芯片和焊接层的复合层建模。![]()
薄层法向的温差可忽略不计，整个厚度方向只有一个温度，主要考虑在切向方向的热传导。一般适用于相对于周边材料而言导热极好的薄层，因此其厚度方向的温差忽略不计。![]()
切向方向的热传导可忽略不计，只考虑法向的热传导，厚度方向只有两个温度，Tu（上表面）和Td（下表面）。一般适用于相对于周边材料而言导热极差的薄层，因此其切向的传热作用可以忽略不计。![]()
如果没有把握以上哪个模型更贴近实际情况，则同时考虑切向和法向的热通量。对于发热器件和散热器之间的导热硅脂，其导热率远远低于临近的铜或铝，因此采用热厚近似即可。实事求是地说，以上的仿真技术只考虑了导热硅脂层的导热热阻，而实际上，即使填充了导热硅脂，界面热阻仍然由两部分组成：硅脂导热热阻(即硅脂厚度除以硅脂导热系数)+硅脂与固体的接触热阻R_contact。
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接触热阻与生俱来，长期被忽略。当前技术、工艺环节过分迷信导热硅脂或者陶瓷导热片的高导热系数，造成成本增加。
而硅脂与固体之间的接触热阻有多大呢？我们留待下回分解。
