Los metales líquidos, como las aleaciones de bismuto, galio e indio, pueden proporcionar baja resistencia interfacial y alta conductividad eléctrica. Varias aleaciones de galio con puntos de fusión extremadamente bajos también se consideran materiales potenciales de interfaz de metal líquido. El rendimiento térmico de esta interfaz será un orden de magnitud mayor que muchos adhesivos de uso común.
Como material de interfaz térmica, la aleación LMA tiene una excelente conductividad térmica debido a su excelente humectabilidad superficial y alta conductividad térmica y baja resistencia de contacto. Retrababilidad, facilidad de manejo y falta de curado lo hacen atractivo en entornos de gran volumen. Al adoptar un enfoque multidisciplinario para el desafío, se pueden aliviar los diversos mecanismos de falla que plagaron los productos LMA pasados y presentes.
Los metales líquidos son muy fluidos. La estructura sólida o fase sugerida para su uso en la interfaz térmica resuelve el problema básico de mantener intacta la LMA durante el uso. Estas estructuras aumentan el área de contacto superficial con el LMA en la interfaz térmica. Mientras la energía total de la interfaz sólido-líquido sea menor que la energía de interfaz de la interfaz líquido-gas y la interfaz sólido-gas que reemplaza, LMA minimizará su energía superficial al humedecer la superficie dentro de la interfaz. Si la LMA es la misma que la superficie humectable utilizada debajo de la matriz, la LMA aún puede humedecer la superficie adyacente a la interfaz térmica, especialmente si se aplican fuerzas adicionales. Choques, vibraciones y desajustes de CTE entre el LMA y otros componentes pueden crear fuerzas adicionales. Una vez que el LMA humedece una superficie cerca de la interfaz térmica pero fuera de la interfaz térmica, se puede sospechar que cuando actúan fuerzas externas, solo la tensión superficial la mantendrá dentro de la interfaz. Otros han propuesto soluciones a este problema, que incluyen juntas y rellenos o componentes no eutécticos (viscosos) de LMA para aumentar su viscosidad. Descubrimos que simplemente modificando la superficie alrededor de la interfaz térmica para que la LMA no se moje, es suficiente incluir la LMA en la interfaz durante los ciclos de choque, vibración y temperatura. Es concebible que si se incorpora un exceso de LMA durante el proceso de ensamblaje, el exceso de LMA puede eventualmente flotar en el aire debido a golpes o vibraciones. Por lo tanto, el LMA TIM debe desplegarse en una cavidad cerrada donde no haya posibilidad de cortocircuitos o reacciones adversas con otros metales.
