液體金屬導熱膠性能及應用研究

沈羽，張海運

（1.河南質量工程職業學院，河南 平頂山 4 6 7 0 0 0；2.四川九州電子科技股份有限公司，四川 綿陽 6 2 1 0 0 0）

液體金屬導熱膠性能及應用研究

沈羽1，張海運2

（1.河南質量工程職業學院，河南 平頂山 4 6 7 0 0 0；2.四川九州電子科技股份有限公司，四川 綿陽 6 2 1 0 0 0）

微電子技術迅速發展使得電子芯片總功率密度大幅增大,熱流密度也隨之增加，散熱情況會影響到系統穩定性以及硬件壽命。液態金屬導熱膠旨在滿足高性能芯片急速發展的需要，為C P U、顯卡、L E D及其它電子產品提供國際領先的安全、靈活而又可靠的散熱解決方案。

微電子技術；液態金屬；導熱

微電子技術迅速發展使得電子芯片總功率密度大幅增大,熱流密度也隨之增加，散熱好壞會嚴重影響到系統穩定性以及硬件壽命。液態金屬導熱膠是旨在滿足高性能芯片急速發展的需要，為C P U、顯卡、L E D及其它電子產品提供國際領先的安全、靈活而又可靠的散熱解決方案。在更高溫度的應用，更便捷的使用及封裝的要求下，我們開發了熔點為5 8度左右的金屬合金，其在溫度>5 8度時為液態有利于熱傳導，常溫為液態（表1）。

表1

1 產品性能及優點

本產品是一種具有超高導熱率的導熱粘合劑，可以替代導熱硅脂及導熱膠墊，利用其流動性來填充熱源與散熱器表面之間縫隙，使它們能更充分接觸來達到加速傳熱的目的。通過對共晶合金的物理研究，采用材料基因組計劃技術設計的多相結構來徹底解決液態金屬流動性問題以及帶來的斷路問題。本產品具有極高的熱導率和更好的抗氧化性能，克服了傳統的導熱硅脂及膠墊的導熱率低、容易老化等弱點（圖1）。

圖1 液態金屬超高的導熱率示意圖

本產品有液態（L），膏狀（G）和片狀（S）三種型號，可以滿足各類不同場合的散熱需求。使用本產品作為導熱膠，可以使得電子元器件的工作溫度可以得到大幅降低，大大提高各類電子產品的工作穩定性、性能和壽命，大大降低了故障率和維護成本。圖2、圖3所示為兩種產品形態，殘品物理形態如表2、3。

圖2 L—1型液態樣品（液裝）

表2

圖3 S—1型軋制成片樣品（片裝）（圖中尺寸4 0 X 4 0 X 0.0 5 mm）

表3

2 產品散熱效果應用實例

與傳統硅膠散熱效果相比較：擦除顯卡核心上的硅膠，放上一小片液體金屬薄片（圖4）。

圖4

因為液態金屬薄片緊密粘接于散熱器和發熱芯片之間，由于表面張力作用，即使在晃動的條件下，其并不會溢出（圖5）。

圖5

表4 測試結果

結論：運用液態金屬替換硅膠后，運行F u r Ma r k時顯卡的溫度降低了約7℃，如表4。

3 產品應用潛在新領域

光電子器件的功率和密度不斷上升對新型散熱材料和器件提出了新的要求，液態金屬導熱材料和納米散熱器以其優異的性能、高可靠性和壽命等優勢，已應用于激光，衛星電子，軍用電子，汽車電子，機載雷達，l e d電視等方面，必將在散熱領域開拓出廣闊的天地。

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