液体熱インターフェース材料には2つの形態がある：
- Metals liquid at room temperature
- Phase change metals
両者の大きな違いは、これらの合金が溶融する温度にある。
液体金属は室温で溶融状態を保つ。以下の3つの液体金属合金は30℃以下で液体になる。
– Indalloy 51 (62.5Ga, 21.5In, 16.0Sn)
– Indalloy 46L (61.0Ga, 25.0In, 13.0Sn, 1.0Zn)
– Pure Gallium
相変化金属は固体の状態で塗布され、加熱された接合部温度にさらされると溶融する。最も一般的な相変化合金は60℃で溶融します。
- インダロイ19 (51In, 32.5Bi, 16.5Sn)
このような液体金属熱界面材料を使用する利点は数多くあり、以下のようなものがある：
- 極めて低い熱抵抗
- インダロイ51で得られた抵抗値は0.015cm2・℃/W以下であった。
- 液体状態の金属は接触抵抗がほとんどない
- 高い熱伝導性
- 完全な金属熱界面材料として、バルク熱伝導率はプレミアムである。
- Ability to Withstand Dramatic Thermal Expansion Mismatch
- 液体金属は流動応力が小さいため、電力または温度サイクル中に基板がポンピングしても、表面接触を維持することができる。
- 超低ボンドライン厚
- Liquid metals can be compressed to thicknesses below 0.001″
One difficulty encountered when using these alloys is the ability to contain them. All of the alloys which are liquid at room temperature contain gallium. Gallium is corrosive to various metals, especially when hot. As the temperature of the gallium is raised, it becomes increasingly corrosive, reacting through thicker layers in a short amount of time. One metal which gallium is very reactive with is aluminum. It will corrode through .002″ thick aluminum foil within hours at room temperature, and at 500°- 1,000°C, this reaction becomes much faster.
しかし、ガリウムはモリブデン、タングステン、ニッケルなどの他の金属とは反応しない。
金属と反応することに加え、ガリウムは非金属材料にも付着するため、包装が難しい。次回のブログ投稿では、液体金属の包装オプションについて述べますのでお楽しみに。
