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液态金属 热界面材料 1

液体导热界面材料有两种形式:

  1. 室温下呈液态的金属
  2. 相变金属

这两者之间的主要区别在于这些合金熔化的温度。

液态金属在室温下仍保持熔融状态。以下三种液态金属 合金在低于30 °C的温度下就会变成液态。

– Indalloy 51(62.5Ga、21.5In、16.0Sn)
– Indalloy 46L(61.0Ga、25.0In、13.0Sn、1.0Zn)
– 纯镓(Ga)

相变金属以固态形式使用,当暴露于升高的结温下时会熔化。最常用的相变金属合金 在60°C时熔化。

– Indalloy 19(51%In、32.5%Bi、16.5%Sn)

使用这些液态金属 导热材料具有诸多优势,包括:

  • 极低降低热阻
    • 经测试,Indalloy 51 材料的电阻值小于 0.015 cm²·°C/W。
    • 金属在液态时几乎没有接触电阻
  • 高热导率
    • 作为一种纯金属导热界面材料,热导率 块状产品品质卓越
  • 能够承受剧烈的热膨胀不匹配
    • 液态金属的低流动应力使其能够在基板经历功率或温度循环时,在基板泵送过程中保持表面接触。
  • 超薄粘接层厚度
    • 液态金属可被压制成厚度小于0.001英寸的薄片

使用这些合金时遇到的一个难题是如何将其封装。所有在室温下呈液态的合金都含有镓(Ga) 。镓(Ga) 对各种金属具有腐蚀性,尤其是在高温下。随着镓(Ga) 的温度升高,其腐蚀性会越来越强,能在短时间内腐蚀更厚的金属层。镓(Ga) 与铝的反应性极强。在室温下,它能在数小时内腐蚀穿透厚度为 0.002 英寸的铝箔;而在 500°-1,000°C 时,该反应速度会大幅加快。

镓(Ga) 但与其他金属(如钼、钨和镍)不发生反应。

除了与金属发生反应外,镓(Ga) 还会附着在非金属材料上,这给其封装带来了困难。敬请关注我的下一篇博客文章,届时将探讨液态金属的封装方案。