液态金属-高导热材料

发布时间：2021-08-05

液态金属，例如铋，镓和铟的合金，可能提供低界面电阻和高导电性。几种具有极低熔点的镓合金也被认为是潜在的液态金属界面材料。这种界面的热性能比通常使用的许多粘合剂大一个数量级。作为热界面材料的LMA合金由于其高导热性和低接触电阻而具有优异的热性能，这是由于优异的表面润湿性。可重复加工性，易于操作和缺乏固化使这在高容量环境中具有吸引力。
液态金属流动性很好。建议结合在热界面内的固体结构或相解决了使LMA在使用时保持放置的基本问题。这些结构增加了热界面中与LMA的表面接触面积。只要总固液界面能量小于它所取代的液 - 气界面和固 - 气界面的界面能量，LMA将通过润湿界面内的表面来最小化其表面能。如果LMA是在模具下使用的相同的可润湿表面，则LMA仍然可以润湿与热界面相邻的表面，特别是当受到额外的力作用时。 LMA和其他组件之间的冲击，振动和CTE不匹配会产生额外的力。一旦LMA润湿了与热界面相邻但在热界面之外的表面，当受到外力作用时，单独的表面张力是否会将其保持在界面内。其他人已经提出用垫圈来解决这种困难，以包含LMA和填料或非共晶（泥浆）组合物以增加其粘度。我们已经发现，简单地修改热界面周围的表面以使LMA不会润湿它足以在冲击，振动和温度循环期间将LMA包含在界面内。可以想象，如果在组装过程中加入过量的LMA，这种过量可能最终会因冲击或振动而空气传播。因此，LMA TIM应该部署在封闭的空腔中，在那里不存在与其他金属短路或不良反应的机会。