1. 成果简介

电子器件向小型化和高功率方向迅速发展，散热已成为制约其进一步发展的瓶颈问题。而热导率和接触热阻可调是实现电子器件高效热管理的关键。来自上海先进热功能材料工程技术研究中心的研发团队设计了一款兼具上述性能的低熔点合金/石蜡/烯烃嵌段共聚物热界面材料（LMA/PA/OBC）。电子器件工作时温度会逐渐升高，低熔点合金和石蜡发生相变，接触热阻显著降低。另一方面，液相低熔点合金颗粒会相互连接，构筑有效的热传导路径，明显提高了热界面材料的热输运性能。此外，本文还研究了 LMA/PA/OBC 在两种不同温度（30℃/50℃）下的热导率以及温度/压力对接触热阻的影响。结果表明，温度从30℃升高到50℃，LMA/PA/OBC（90 Wt% LMA）的导热系数从0.99 W

m-1 K-1增加到1.87

W m-1 K-1。LMA/PA/OBC（90 Wt% LMA）的热接触电阻降低到0.024 Kcm2/W（60℃，40 Psi）。散热实验结果也证实了接触热阻随温度的升高而降低。

2. 图文导读

图1 图文简介

图2 LMA/PA/OBC热界面材料的制备过程及其表征

图3 LMA/PA/OBC的热导率随温度的变化关系

图4 LMA/PA/OBC 的接触热阻随温度的变化关系

图5 LMA/PA/OBC 的接触热阻随压力的变化关系

图6 LMA/PA/OBC的散热效果对比与分析结果

3. 小结

本文提出了一种温度调控热导率和接触热阻的LMA/PA/OBC热界面材料。电子器件工作时温度会逐渐升高，低熔点合金和石蜡发生相变，导致界面热阻显著降低。同时液相LMA颗粒间会发生相互连接，构筑了有效的热传导路径，提高了热输运性能。OBC作为支撑材料，防止相变材料泄漏。

温度为30℃时，LMA/PA/OBC的热导率随LMA质量分数的增加而增加。当LMA的加入量小于60 wt%时，复合材料的导热系数仅略有增加，保持在0.5 W m-1 K-1左右。然而，当LMA的添加量大于60 wt%时，LMA/PA/OBC的热导率将逐渐提高（0.99 W m-1 K-1）。此外，温度为50℃时，固体LMA颗粒发生相变，成为熔融LMA颗粒。当LMA的添加量大于60 wt%时，大量熔融LMA颗粒间会发生连接，LMA/PA/OBC的导热系数显著增加（1.87 W m-1 K-1）。随着温度的升高，TCR逐渐降低。特别是当温度高于LMA的熔点时，TCR将急剧下降至0.024 Kcm2/W。此外，LMA/PA/OBC的散热效果也证实了TCR随温度的升高而降低。

以上成果发表在International

Journal of Thermal Sciences期刊上，邵阳学院刘长青为第一作者，上海第二工业大学能源与材料工程学院徐海萍教授、于伟教授为共同通讯作者。Title：Temperature adjustable thermal conductivity and thermal contact

resistance for liquid metal/paraffin/olefin block copolymer interface material,

International Journal of Thermal Sciences, 2022, 179: 107679.