일반적으로 상변화 물질은 고체에서 액체로 또는 액체에서 고체로 상이 변할 때 에너지를 저장하거나 방출하는 물질로, 이 일반적인 분류에 따르면 상변화 물질에는 4가지 일반적인 범주가 있습니다.
- 황산나트륨, 염화칼슘, 아세트산나트륨 등의 염수화물 등
- 유텍틱 염
- 파라핀
- 비파라핀 유기물
하지만 이러한 상변화 물질 범주가 모든 것을 포괄하는 것은 아닙니다. 공융성 여부에 관계없이 금속과 같은 다른 재료도 열 에너지 저장 및 제거 능력 때문에 상변화 재료로 사용됩니다.
상변화 재료에 대한 웨비나를 진행한 MJM Engineering의 Maurice J. Marongiu에 따르면 거의 모든 소프트 솔더는 용융 온도에 따라 상변화 재료로 분류되며, 일반적인 상변화 재료의 용융 온도는 0-250ºC이며, 솔더는 공식적으로는 356ºC에서 용융하는 AuGe 공융 합금과 같이 더 높은 온도에서 용융할 수 있지만 사용되는 대부분의 솔더는 250ºC 이하에서 용융합니다.
상 변화 재료는 전자제품용 열 인터페이스 분야에서 흔히 볼 수 있으며, 여기서 상 변화 재료 간에 더 긴밀한 공통점을 찾을 수 있는데, 예를 들어 이러한 열 인터페이스 재료의 상 변화 온도는 일반적으로 100ºC보다 낮은 일반적인 TIM 접합 온도 범위 내에 있으며, 이러한 이유로 이 산업에서 금속 인터페이스를 상 변화 재료로 간주할 때 100ºC 이하에서 상 변화하는 합금 또는 소재를 의미합니다.
금속 또는 비금속 상 변화 물질을 열 인터페이스에 구현할 때 고려해야 할 몇 가지 설계 사항이 있습니다:
- 상변화 물질은 고체 패드로 적용되며, 상온에서 단단하고 특정 치수로 제공되어 취급이 용이하며 일관된 적용이 내재되어 있어야 합니다.
- 상 변화 물질은 각각 고유한 온도에서 상이 변하며, 애플리케이션에 맞게 설계된 적절한 상 변화 물질은 장치의 정상 작동 주기 내에 상 변화 온도에 도달합니다.
- 상변화 재료는 작동 중에 액상으로 변하도록 설계되며, 이러한 재료의 액상은 뚜렷한 점도를 가지며 재료, 클램핑 압력 및 조립 방향에 따라 용융된 재료가 누출될 수 있으며, 특히 상변화 재료가 전기 전도성이 있는 경우 활성 전기 부품에 대한 재료 누출을 방지하기 위해 적절한 예방 조치를 취해야 합니다.
- 상변화 물질을 담기 위해 저장소를 만들 때 이러한 저장소는 상변화 물질의 액체상뿐만 아니라 고체상도 수용해야 하며, 상변화 물질이 고체에서 액체로 변하면 물질 부피가 증가하고, 상변화 물질이 팽창하여 저장소를 파괴하면 열 인터페이스가 공기로 다시 채워지면서 누출이 발생하고 결국 전자 장치의 고장으로 이어질 수 있습니다.
