[發(fā)明專利]一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法

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• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113921090A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 魯濟豹;吳欞駿;王偉;孫蓉
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院;深圳先進電子材料國際創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈;李玉娜

1.一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)使用MAPS軟件對高分子鏈化學式建立不同聚合度的模型，然后用MAPS軟件的Amorphous Builder模塊進行高分子基體建模，模擬達到理想密度值再平衡，得到高分子基體模型；

(2)使用MAPS軟件對金屬材料建模；

(3)固定金屬材料表面，對高分子基體朝向金屬材料表面施加力和溫度，充分接觸，得到高分子基體與金屬材料充分結合的界面模型；

(4)將步驟(1)得到的高分子基體模型分開成兩部分，得到自愈合模擬的初始結構；

(5)以步驟(3)得到的界面模型進行性能試驗，同時記錄并觀測試驗過程中界面模型的性質變化數(shù)據(jù)；

(6)以步驟(4)得到的初始結構作為起始結構，進行自愈合模擬，同時記錄并觀測過程中的性質變化數(shù)據(jù)；

(7)對步驟(5)和(6)所得數(shù)據(jù)進行匯總和分析，提取有用信息。

2.如權利要求1所述的一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法，其特征在于所述的步驟(1)中模擬達到理想密度值再平衡的具體操作為：在0.1-100個大氣壓，溫度300-1200K的狀態(tài)下進行1-30納秒npt模擬，高分子達到理想密度值，在理想密度下再平衡100-800皮秒。

3.如權利要求1所述的一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法，其特征在于所述步驟(1)中使用PCFF力場描述高分子基體。

4.如權利要求1所述的一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法，其特征在于所述步驟(2)中對高分子基體朝向金屬表面施加力和溫度的具體操作為：在對高分子基體升溫至400-1200K的過程中，施加0.001-0.01Kcal的朝向金屬表面的力，在溫度與力不變的情況下，繼續(xù)跑100-800皮秒，溫度降溫至200-800K的同時逐漸撤銷施加在高分子基體上的作用力，降溫同時施力降為0，最后體系在此溫度下平衡100-300皮秒，此時得到高分子基體金屬材料充分結合的界面模型。

5.如權利要求4所述的一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法，其特征在于使用Nóse-Hoover恒溫器及恒壓器來控制施加的力和溫度。

6.如權利要求4所述的一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法，其特征在于所述具體操作中在x,y,z三個不同方向上施加周期性邊界條件，當z方向不需要周期性邊界條件時，取消z方向的周期性邊界條件，并且在z方向施加一定厚度的真空層。

7.如權利要求1所述的一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法，其特征在于使用PCFF-IFF界面力場描述所述步驟(2)中的金屬材料和步驟(3)中金屬材料與高分子基體的相互作用。

8.如權利要求1所述的一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法，其特征在于所述步驟(3)中使用開源程序LAMMPS，使用velocityVerlet算法對原子的運動軌跡進行積分，時間步長設定為0.5-2飛秒。

9.如權利要求1所述的一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法，其特征在于所述步驟(7)中對數(shù)據(jù)進行匯總和分析的方式包括MAPS、VMD或自編程序。

10.如權利要求1-9任一所述的一種對于粘附劑材料作為熱界面材料與散熱片結合處界面性質的分子動力學分析方法在界面力學性能以及自愈合性能的微觀尺度上的應用。