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使用铟金属进行热管理:Heat-Spring®

Tuesday, February 2, 2016

铟金属一直被用于各种应用,如低温焊接、低温密封、触摸屏涂层以及易熔合金。就在最近,它作为电子及其他设备的热界面材料被用在了热管理中。

因元件需要更多地释放其自身产生的热量,更多的人正在探索铟在消耗这种能量方面的广泛用途。

近期我负责管理铟公司的 Heat-Spring® 产品线并负责指导相当重要的学习曲线。我想跟大家分享的是在与两位 Heat-Spring 设计者 Bob Jarrett  和 Jordan Ross 的谈话中所学习到的东西。

就从我需要了解产品的原产地说起吧。Bob 能够帮助我。我发现,就如同我们的大部分项目,客户需求是最初的驱动力。

就像 Bob 所说的:“Heat-Spring 的概念来源于与某一位客户合作开发高性能热界面材料(TIM)的联合方案。由于聚合物的低传导性以及聚合物与导电填料之间的热失配,常规聚合物 TIM都存在固有的问题。当界面在循环过程中改变了平面性 —— 这就将 TIM 材料从其所需的空间中挤压出来,聚合物 TIM 就会因为泵出而面临退化。而且,当 TIM 干透到一个不可再弯曲的点时,聚合物的移动会导致结果失败。"

很好,既然我们了解这个问题,那么这种独特的铟箔是怎样解决问题的呢?

Bob 继续说道:“铟箔对这些问题给出了简单的解决方案,因为它具有较高的传导性并且能与界面表面高度贴合。作为一种金属,它通过自身的电子来导热(以及导电),所以热失配就不是问题。聚合物 TIM 的聚合物、半导体和陶瓷填料依靠点阵振动来导热。如果振动频率不匹配,热传递就会在 TIM 的各个界面被中断。使用具有传导性的金属(如铟)就可以彻底避免这种问题。"

Bob 总结道:“铟箔由于是固体,就消除了泵出。但是,它不能像液体或胶体那样在配合面之间流动。为了克服这种适应性能问题,我们提出了若干选项 — 最令人激动的是图案化的铟箔……然后 Heat-Spring 就应运而生。Heat-Spring 的图案结构由一些不成形的材料构成,其厚度比一些地区的平均厚度厚、比其他地区的平均厚度薄。较厚的斑点使得两个界面表面之间能够紧密接触。塑性变形从本质上来说与焊点相同。这些接触点通过大部分金属箔来吸收热量,而金属箔又成为一个额外的局部散热器!这种方法很独特, 以至于我和 Crag Merritt (一位铟制造工程师)已经就这个概念申请了专利(已得到授权)。"

下次我们将讨论铟金属如何取代其他某些具有更高热导率值的金属(如银、金或铝)。与此同时,如果您有热界面方面的问题而您认为这可以从Heat-Spring 工艺中获得帮助,那么请告诉我。我很愿意对您的应用进行探讨,然后看看我们是否能帮到您!

您可以通过 cgowans@indium.com 联系我。

要阅读更多吗? 访问记录的内容表,或回到博克的主页。

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