この一般的な分類によると、相変化材料には4つの一般的なカテゴリーがある。
- 硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、酢酸ナトリウムなどの塩水和物
- 共晶塩
- パラフィン
- ノンパラフィン・オーガニック
しかし、これらの相変化材料のカテゴリーがすべてを網羅しているわけではない。共晶であろうとなかろうと、金属のような他の材料は、熱エネルギーの貯蔵や除去の能力のために相変化材料として使用される。
相変化材料に関するウェビナーを実施したMJMエンジニアリングのモーリス・J・マロンギウ氏によると、典型的な相変化材料の溶融温度は0～250℃である。正式には、356℃で溶融するAuGe共晶合金のように、より高い温度で溶融するはんだもあるが、使用されるはんだの大半は250℃以下で溶融する。
例えば、これらの熱界面材料の相変化温度は、一般的なTIM接合温度の範囲内であり、通常100℃より低い。このため、この業界で金属界面を相変化材料とみなす場合、100℃以下で相変化する合金または材料を指す。
金属または非金属の相変化材料を熱インターフェースに実装する場合、設計上考慮すべき点がいくつかある：
- 相変化材料は固形パッドとして適用される。室温では固く、扱いやすい特定の寸法で入手可能である。
- 相変化材料は、それぞれ固有の温度で相変化する。用途に応じて設計された適切な相変化材料は、デバイスの通常の動作サイクル内で相変化温度に達する。
- 相変化材料は、動作中に液体になるように設計されています。これらの材料の液相は、明確な粘度を持ちます。材料、クランプ圧力、およびアセンブリの方向によっては、溶融した材料が漏れる可能性があります。相変化材料が導電性である場合は、特にアクティブな電気部品に向けて、材料の漏れを防ぐために適切な予防措置を講じる必要があります。
- 相変化材料が固体から液体に変化すると、材料の体積が増加する。相変化材料が膨張してリザーバーを破壊すると、熱界面が空気で満たされるようになるため、漏れが生じ、最終的には電子デバイスの故障につながる。
