放熱材料

放熱材料

熱管理は、半導体およびパワーデバイスにおいて、製品寿命、信頼性を上げるために必要不可欠な課題となります。 インジウム社は、放熱材料の開発におけるリーダーであらゆるアプリケーションに適応する材料をご提案いたします。

    特徴

    弊社が取り扱う放熱材料は、インジウム金属ベースのTIMとなります。それは、グリースのようなポリマーベースのTIMと比較して非常に高い熱伝導性をもちます。例として、インジウムの熱伝導は86W/mkで、さらにインジウムの延性は鉛の4倍となります。それらの優れた性質を持ったインジウム金属をベースにTIM(放熱材料)の開発を行っております。
    Heat-Spring

    Heat-Spring®

    様々なアプリケーションで使用されている放熱材料は、一般的にチップ上、リッド上などの熱源に置かれ、冷却ソースとして使用されます。我々が開発したTIMは、加圧型放熱材料として、35psiから100+psiの加圧が必要となります。

    BLT Thermal Resistance of Representative Materials Chart
    代表的な材料のBLT熱抵抗
    Gap Thermal Resistance Chart
    ギャップ熱抵抗(w/o Reflow)
    Bulk Thermal Resistance Chart
    バルク熱抵抗

    インジウムベースの放熱材料、SMA-TIM(soft metal alloy)は、均一な熱抵抗を提供します。それは、インジウム金属の特徴である柔らかさが、接触面へ隙間なく密着するからです。その結果、表面抵抗が減少し、優れた熱拡散を得ることができます。このインジウム社の特許取得済みのHeat-Spring®というTIM材料を用いることでこのような利点を得ることが可能となります。

    インジウム金属のハイエンドTIMは、優れたパフォーマンスを失うことがなく長期に渡って提供します。例えば、グリースといった放熱材料は常にポンプアウトというグリースが流失してしまう問題があります。Heat-Spring®は、シリコーンを含有しておらず、また接触面への均一な密着により、長期に渡って低い熱抵抗値を提供し続けます。

    Thermal Interface Liquid Metal

    m2TIM

    インジウム社が開発したm2TIMは、液体金属と固体金属のプリフォームを組み合わせ、信頼性の高い熱伝導を実現しながら、はんだ付け可能な表面を必要としない、ユニークな固体/液体ハイブリッドサーマルインターフェース材料です。

    InGaとInGaSnの合金は、常温では液体である。これらの合金を単独で使用すると、優れた熱伝導性が得られますが、液体を封じ込める必要があります。このプロセスに固体ハンダのプリフォームを導入することで、熱伝導性を損なうことなくそのプリフォームが液体を吸収し、必要な封じ込めを行うことができます。このハイブリッドアプローチは、優れた表面湿潤性と低い界面抵抗を提供し、液体合金のポンプアウトのリスクを排除します。

    金属製のサーマルインターフェース材料(TIM)は、非金属に比べて高い等方性熱伝導率を持つことが知られている。金属は、その価電子によって熱や電気を伝導する。この非常に効果的な伝導メカニズムは、固体だけでなく液体の金属や合金の特性でもある。また、金属は熱伝導率が高いだけでなく、液体の場合は界面抵抗が小さいため、熱を素早く逃がすことができます。液体金属は、TIM1とTIM2の両方の用途に使用されます。

    HSMF
    HSMF-OSls

    HSMFとHSMF-OS

    HSMF は、非シリコン系ポリマーを使用した圧縮可能なサーマルインターフェース材料です。HSMFは、0.010インチの厚さを活かしてIGBTなどの大面積のサーマルインターフェースを必要とする場合に最適です。また、平滑性のないダイキャスト製ヒートシンクにも有効です。この材料は、両面に固有の粘着性があり、簡単に配置できるため、組み立ては効率的です。

    HSMF-OS は、その信頼性と使いやすさから、バーンイン用途に最適です。HSMF-OSは、片面に接着性があるため、手で持って設置することができ、追加作業や、取付治具を必要としません。HSMF-OSは、高い挿入性を持つように設計されています。約90MPaの引張強度と軟質ポリマーは、挿入時の抗堪性を持たせた構造となっています。

    リキッドメタル

    いくつかの超低融点のIndalloy®合金は、室温で液体です。これらのガリウム系合金は、常温で高い蒸気圧を持つ有毒な水銀の代替品として、様々な用途で使用されるようになってきています。これらの合金は、水銀よりも毒性が低く、蒸気圧が低いものとなっております。

    優れた熱伝導性と電気伝導性

    室温で液体である合金の特徴は、通常の非液体金属よりもはるかに優れた高い熱伝導性を持っています。そのため、特定の熱伝導部材や放熱用途として使用されております。また、密度や電気伝導度が高いことも特徴です。

    m2TIM

    m2TIM は特徴的な固体/液体ハイブリッドアプローチで、液体金属と固体金属プリフォームを組み合わせ、信頼性の高い熱伝導性を提供すると同時に、はんだ付け可能な表面を必要としません。このハイブリッドアプローチは、優れた表面湿潤性と低い界面抵抗を提供するだけでなく、液体合金のポンプアウトのリスクも排除します。

    ずば抜けた金属面と非金属面、両方への濡れ性能

    これらの合金は、基盤表面の酸化物が十分に除去されていれば、ほとんどの金属表面を濡らすことができる。しかし、ガリウムは、室温でも一部の金属と非常に反応しやすい。高温では、ガリウムはほとんどの金属を溶解し、Na、K、Au、Mg、Pb、Niを含む多くの金属と、面白いことに水銀は、中程度の温度ではわずかにしか溶解しない。

    ガリウムやインジウムなどのガリウム合金は、ガラスや石英などの多くの非金属表面に濡れやすい性質を持っています。ガリウム合金を表面にゆっくりと擦り込むと、濡れやすくなることがあります。

    Note: これらの合金は薄い鈍い外観の酸化皮膜を形成しますが、穏やかな振動で簡単に剥離させることができます。酸化物のない表面は明るく、光沢があります。

    用途

    この材料の代表的な用途としては、サーモスタット、スイッチ、気圧計、熱伝導システム、冷却・加熱設計などがあります。ユニークなのは、非金属と金属の間で熱や電気を伝導させることができることです。

    パッケージング

    本製品はポリエチレンボトルに梱包され、各国において適用される規制に従って出荷されます。

    保管・保存期間

    未開封のボトルは、1年間の保存期間が保証されています。ボトルから合金を取り出す際には、容量に応じてドライアルゴンで置換することをお勧めします。これにより、合金の表面における酸化の可能性を最小限に抑えることができます。合金が融点以下で保管されていて固まってしまった場合は、使用前に再溶解して十分に振ったり混ぜたりする必要があります。合金を再加熱する際には、提供されたオリジナルのパッケージに入れておくように注意してください。また、温度は65.6℃を超えないようにしてください。

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    インダロイ®
    固相 組成 密度 gm/cm3
    46L 7.6°C 6.5°C 61.0Ga/25.0In/13.0Sn/1.0Zn 6.37
    51 10.7°C 10.7°C 62.5Ga/21.5In/16.0Sn 6.50
    60 15.7°C 15.7°C 75.5Ga/24.5In 6.35
    77 25.0°C 15.7°C 95Ga/5In 6.15
    14 29.78°C 29.78°C 100Ga 5.90
    References

    1. K. Wade and A.J. Banister, "The Chemistry of ALUMINUM, GALLIUM, INDIUM, and THALLIUM", Pergamon Texts in Inorganic Chemistry, Vol. 12, 1975.

    Thermal Interface Materials

    ソルダー放熱材料

    インジウムコーポレーションのソルダー・サーマル・インターフェース材料は、電子機器の放熱効率を飛躍的に向上させます。

    • 電子機器の放熱効率
    • 1000ワットを超える高出力デバイスの熱伝導性
    • グリースなどの流体ソリューションでよく見られる不良を回避するための、熱界面におけるEnd of life パフォーマンス
    • 携帯機器のバッテリー性能 - 熱抵抗と冷却ファンのサイズを低減
    • 携帯機器の使用プロファイル - ヒートシンクのサイズと質量の削減
    • ステップソルダリングに対応しつつ、RoHSに準拠

    インジウム・コーポレーションは、次のようなソリューションを持っています。

    • 通信
    • 医療
    • コンピューティング
    • 極低温アプリケーション
    • 半導体
    • 自動車
    • LED
    • パワーデバイス
    • フォトニクス
    機密保持について

    インジウム・コーポレーションは、サーマル・インターフェース・ソリューションの設計における機密保持の重要性を認識しています。信頼できるパートナーとして、当社のエンジニアはお客様と協力して、お客様のサーマル・インターフェース問題に対する正しいソリューションを見つけるお手伝いをします。私たちは、性能に適した合金や、組み立てを最適化するための最良なはんだを見つけるお手伝いをします。

    用途

    非機密性の高いアプリケーションの一部をご紹介します。

    • 半導体集積回路
    • パワーQFN
    • パワーデバイスのPCBへの取り付け(TO220など)
    • テレコム
    • ダイ・アタッチ (フォトニクス、MOSFETなど)
    • LEDアタッチ
    製品
    インジウムの利点

    私たちは、お客様の製品やプロセスに使用される材料について、お客様独自の要望を理解することをお約束します。お客様の要望を満たすために、様々な合金やはんだの種類を豊富に取り揃えている会社はインジウム社以外にありません。当社の持つ多種多様な合金、これらの合金を使いやすい形に加工してパッケージする能力、そして長年にわたるアプリケーションへの経験は、当社がお客様に提供できる ”コア・バリュー” です。お客様のご要望を叶えるために、当社の経験、知識が豊富なエンジニアに電話(1-800-4-INDIUM)またはメールでご相談ください。