热界面材料的最佳填充尺寸

摘要

开发新型热界面材料(TIM)的主要挑战是协同设计其微观属性(如填料类型、填料分数、尺寸分布)，同时确保高有效导热系数(keff)、低弹性模量(Eeff)和低粘度(ηeff)。今天，很少有物理上的洞察，可以优化所需性能的填料的尺寸分布。如果填料含量只是单调地增加，这些热力学指标就会遵循矛盾的趋势。在本文中，我们阐明了对优化有效性能至关重要的微观结构-性能相关性。首先，我们系统地改变填料尺寸分布，并使用先前开发的填料算法生成不同的颗粒结构。然后，我们采用基于微观尺度热/力传输物理的力学模型，预测颗粒结构的keff、Eeff和ηeff，从而确定优化所需性能的填料尺寸域。