SnInBi低溶點(diǎn)熱界面材料的傳熱性能及結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、電子產(chǎn)品一直在朝著體積小型化、功能多樣化方向發(fā)展，由此帶來了電子元件的發(fā)熱功率越來越高。盡管現(xiàn)在已經(jīng)有很多方法可以解決電子器件的散熱問題，但實(shí)際上，任何兩種材料的接觸表面都會呈現(xiàn)出粗糙及波紋狀的形態(tài)，造成散熱途徑的界面實(shí)際接觸點(diǎn)減少，界面熱阻值升高，接觸熱阻增大。當(dāng)電子元件功率較小時，接觸熱阻對散熱不會產(chǎn)生特別明顯的影響。而當(dāng)電子元件的功率達(dá)到一定值時，接觸熱阻就變成了不可忽視的問題。熱界面材料的好壞，決定了電子產(chǎn)品的優(yōu)劣。目前市場上熱

2、界面材料主要有導(dǎo)熱硅脂類、導(dǎo)熱凝膠和相變材料。這些熱界面材料多以高分子材料為基體，向其中加入合適的添加劑。
　　 本文選擇質(zhì)量百分含量分別為17Sn26In57Bi、17Sn51In32Bi、27Sn44.9In28.1Bi三種低熔點(diǎn)合金作為研究對象。利用DSC、閃光法等手段測定SnInBi合金的基本性能，利用閃光法、XRD、SEM等手段及設(shè)備分析SnInBi合金與銅的界面?zhèn)鳠嵝阅芎徒缑娼Y(jié)構(gòu)。
　　 研究表明，Bi含量較

3、高的合金(17Sn26In57Bi)熱導(dǎo)率比較低，而Bi含量最低的合金(27Sn44.9In28.1Bi)熱導(dǎo)率相對來說比較高。所選擇的三種合金的熱導(dǎo)率高于現(xiàn)有的高分子熱界面材料，合金與銅的界面熱阻值也比較低。低熔點(diǎn)合金熱界面材料的熱導(dǎo)率一般隨固液反應(yīng)時間的延長而降低，這種變化與界面金屬間化合物的形成密切相關(guān)。
　　 17Sn26In57Bi合金組織主要由BiIn、Bi和Sn三相組成。合金與銅發(fā)生界面反應(yīng)時，在靠近銅的一側(cè)形成較

4、平整的Cu6(Sn，In)5金屬間化合物，在Cu6(Sn，In)5與合金之間形成枝狀的Cu9(In，Sn)4金屬間化合物。界面反應(yīng)速率較快且在界面處有明顯的Bi偏析。17Sn51In32Bi合金組織由BiIn2和InSn4兩相組成。合金與銅形成Cu6(Sn，In)5金屬間化合物。界面反應(yīng)速率相對較慢，形成的金屬間化合物比較平整。在實(shí)驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)明顯的Bi偏析和相轉(zhuǎn)變，因而該合金的傳熱性能在整個實(shí)驗(yàn)過程中變化較小。27Sn44.9In28.