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液態(tài)金屬散熱導(dǎo)熱硅脂：液態(tài)金屬散熱效果怎么樣
- 分類：行業(yè)新聞
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- 發(fā)布時間：2023-04-13 14:18
【概要描述】由于我國對熱界面材料的研發(fā)起步相對較晚，目前應(yīng)用在高端微電子技術(shù)領(lǐng)域的熱界面材料基本依賴進(jìn)口，但圍繞熱界面材料的研究也取得了不少成果，熱界面材料在微電子封裝的散熱管理中起到了關(guān)鍵作用。
液態(tài)金屬散熱導(dǎo)熱硅脂：液態(tài)金屬散熱效果怎么樣
【概要描述】由于我國對熱界面材料的研發(fā)起步相對較晚，目前應(yīng)用在高端微電子技術(shù)領(lǐng)域的熱界面材料基本依賴進(jìn)口，但圍繞熱界面材料的研究也取得了不少成果，熱界面材料在微電子封裝的散熱管理中起到了關(guān)鍵作用。
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液態(tài)金屬自身蘊(yùn)藏著極為豐富有趣的物質(zhì)屬性，由此引發(fā)的大量發(fā)現(xiàn)改變了人們對于傳統(tǒng)物質(zhì)的理解，有關(guān)認(rèn)識反過來又促成若干全新技術(shù)的創(chuàng)建。迄今，基于對液態(tài)金屬電、磁、熱、流體、機(jī)械及化學(xué)等特性的研究，學(xué)術(shù)界在電子信息、芯片冷卻、能源、先進(jìn)制造、生命健康以及柔性智能機(jī)器等領(lǐng)域取得對應(yīng)突破，不少進(jìn)展在世界范圍內(nèi)得到了廣泛重視和認(rèn)同。無疑，對液態(tài)金屬物質(zhì)規(guī)律的充分理解，是創(chuàng)造未來各種應(yīng)用的基礎(chǔ)保障。今天擅長分析鎵銦液態(tài)金屬的科威液態(tài)金屬谷就為大家分享關(guān)于“液態(tài)金屬散熱導(dǎo)熱硅脂：液態(tài)金屬散熱效果怎么樣”
眾所周知，在芯片應(yīng)用領(lǐng)域，高集成度高功率密度芯片運(yùn)行時常常伴隨有極端的發(fā)熱問題，學(xué)術(shù)界稱之為“熱障”，長期以來被公認(rèn)為世界性難題。本世紀(jì)初，中國實(shí)驗(yàn)室首次提出了具有領(lǐng)域突破性意義的液態(tài)金屬芯片冷卻方法，由此開啟了顛覆傳統(tǒng)的散熱解決途徑，成果被譽(yù)為第四代先進(jìn)熱管理技術(shù)乃至終極冷卻方法。作為高熱導(dǎo)率流動工質(zhì)，液態(tài)金屬熱導(dǎo)率為水的60倍左右，且從室溫至2000°C均能保持液相，這使其擁有優(yōu)異的換熱能力。這種全新一代超高熱流密度熱管理技術(shù)，在技術(shù)理念上打破了傳統(tǒng)模式。此前，工業(yè)界數(shù)十年來主要沿用空冷、水冷及熱管散熱，但技術(shù)趨于瓶頸。
液態(tài)金屬優(yōu)異的冷卻特性可為尖端芯片應(yīng)用保駕護(hù)航。基于液態(tài)金屬卓越的冷卻特性，學(xué)術(shù)界發(fā)展出一系列變革性散熱技術(shù)和裝備，在超大功率或高熱流密度電子芯片、光電器件以及國防安全領(lǐng)域的極端散熱上（如激光、微波、雷達(dá)、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、預(yù)警系統(tǒng)、航空航天等）已顯示關(guān)鍵價值，相應(yīng)技術(shù)還被拓展到消費(fèi)電子、廢熱發(fā)電、能量捕獲與儲存、智能電網(wǎng)、低成本制氫、光伏發(fā)電、高性能電池及熱電轉(zhuǎn)換等廣闊領(lǐng)域。2010-2011前后，中國研究小組的工作入選美國機(jī)械工程師學(xué)會會刊《電子封裝學(xué)報》年度唯一最佳論文獎，液態(tài)金屬先進(jìn)冷卻漸入業(yè)界視野。無獨(dú)有偶的是，由于液態(tài)金屬冷卻技術(shù)顯著的科學(xué)前瞻性和變革性，美國國家宇航局于2014年將其列為面向未來的前沿技術(shù)。
上世紀(jì)九十年代以來，西方國家對于熱界面材料制備以及傳熱性能的提升進(jìn)行了廣泛研究，主要以美國的大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)為代表，包括麻省理工、佐治亞理工學(xué)院、IBM、英特爾等，此外美國軍方也在熱界面材料方面發(fā)布指南展開研究，比如 DARPA 項目。
經(jīng)過這幾十年研究造就了一大批美國和日本的企業(yè)，比如Laird、Chomerics、 Bergquist、Fujipoly、SEKISUI、DowCorning、ShinEtsu 和 Honeywell 等，這些公司占據(jù)了全球絕大部分熱界面材料的高端市場。
由于我國對熱界面材料的研發(fā)起步相對較晚，目前應(yīng)用在高端微電子技術(shù)領(lǐng)域的熱界面材料基本依賴進(jìn)口，但圍繞熱界面材料的研究也取得了不少成果，熱界面材料在微電子封裝的散熱管理中起到了關(guān)鍵作用。近些年，熱界面材料研究進(jìn)展巨大且熱界面材料在微電子封裝應(yīng)用時存在的問題和關(guān)注的方向，主要概況以下四個方面：
（1）熱界面材料在散熱性能方面的研究不只關(guān)注導(dǎo)熱系數(shù)的提升，還應(yīng)關(guān)注界面之間接觸熱阻的降低。微電子封裝中通常熱界面材料的 BLT 厚度很小，此時接觸熱阻在熱界面材料的總熱阻中起主導(dǎo)作用。
（2）微電子封裝中熱界面材料的選型設(shè)計除了考慮散熱性能，還應(yīng)考慮對封裝可靠性影響，重點(diǎn)關(guān)注封裝內(nèi)不同材料的 CTE 匹配問題、液態(tài)界面材料泵出效應(yīng)和封裝微組裝過程中高度公差匹配問題等。
（3）在高導(dǎo)熱界面材料的研制方面，主要通過研究各種材料制備手段將新型高導(dǎo)熱材料（如碳納米管、石墨烯等）作為導(dǎo)熱填料與基體結(jié)合，獲得同時滿足散熱和可靠性要求的復(fù)合熱界面材料。
（4）在熱界面材料的測試方面，針對不同的熱界面材料類型和適用要求選擇對應(yīng)的熱界面材料測試方法，穩(wěn)態(tài)法更適用于不同溫度和壓力下的熱界面材料熱阻測試，瞬態(tài)法更適用于無壓力的導(dǎo)熱硅脂和導(dǎo)熱膠等材料在不同溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)測試。
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