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为消除电子器件内固体接触界面的接触热阻,通常在界面间填充热界面材料（TIM）。填充后,界面处仍然形成了固-TIM-固三层结构,产生较大的热阻Rj。Rj包括两部分:TIM体热阻Rbulk和TIM-固接触热阻Rc。因此,影响Rj的因素有:TIM热导率（kTIM）,TIM厚度（BLT）和Rc。目前,工业中为提高kTIM,在TIM中填充新型的导热颗粒,然而简单的填充方法无法充分利用新型颗粒的形状和导热特性,导致kTIM提升不明显。另外,工业中需准确预估体热阻Rbulk和接触热阻Rc值,但是,目前缺乏BLT和Rc的预测模型或测试手段。针对上述总结的问题,本文展开了如下研究工作:TIM属于复合材料,详细研究了经典复合材料热传导模型,包括Maxwell-Garnett（M-G）模型,Bruggeman非对称（BA）模型,平均介质近似（EMA）模型和有限差分（FD）模型。理论研究表明,颗粒的微结构（排布和分布）和颗粒/母体间界面热导（Gint）是影响复合材料导热性的关键因素。基于此,本文提出了几种TIM制备工艺,通过调控微结构或界面热导,提升TIM导热性。为使TIM中形成理想微结构,借助磁响应填充颗粒,通过特定的磁场控制颗粒在TIM中成型。磁响应颗粒的制备方法是:以六方氮化硼（h-BN）为导热颗粒,将顺磁性纳米四氧化三铁（Fe3O4）颗粒通过静电力法附着在h-BN表面,得到具有磁性的h-BN@Fe3O4复合颗粒。接着,通过磁场控制h-BN@Fe3O4在TIM中的排布方向或者位置。由此制得的TIM展现出良好的导热性。为增大颗粒/母体界面热导Gint,借助自组装分子膜（SAM）对界面进行改性。对于铜/树脂界面,采用的SAM为巯基-十一胺盐酸盐,SAM一端的巯基和铜形成硫-铜共价键,另一端的氨基能打开环氧树脂的环氧基团形成共价键。改性后,Gint增大11倍。基于图像测距原理,搭建了一个非接触式测长系统,用于测量BLT。测试精度控制在±3.5μm左右。建立了一个Rc预测模型。为验证模型,搭建了一个热界面测试系统。将铝-TIM接触界面Rc测量值和模型预测值进行比较,发现两者匹配较好,它们的偏差小于14.3%。