液態熱介面材料有以下兩種形式：
- 在室溫下呈液態的金屬
- 相變金屬
這兩者之間的主要差異在於這些合金熔化的溫度。
液態金屬在室溫下仍保持熔融狀態。以下三種液態金屬合金在低於 30 °C 的溫度下便會轉為液態。
– Indalloy 51（62.5Ga、21.5In、16.0Sn）
– Indalloy 46L（61.0Ga、25.0In、13.0Sn、1.0Zn）
– 純鎵
相變金屬以固態形式應用，當暴露於升高的結溫時會熔化。最常見的相變合金在 60°C 時熔化。
– Indalloy 19（51%In、32.5%Bi、16.5%Sn）
使用這些液態金屬熱介面材料有許多優勢，包括：
- 極低的熱阻
- 經測試，Indalloy 51 所呈現的電阻值低於 0.015 cm²-°C/W。
- 金屬在液態時幾乎沒有接觸電阻
- 高導熱性
- 作為一種純金屬熱介面材料，其體熱導率極佳
- 能夠承受劇烈的熱膨脹不匹配
- 液態金屬的低流動應力使其能在基板於電力或溫度循環過程中進行抽吸時，仍能維持表面接觸
- 超低鍵合線厚度
- 液態金屬可被壓縮至厚度低於 0.001 英吋
使用這些合金時遇到的其中一個難題，在於如何將其封存。所有在室溫下呈液態的合金均含有鎵。鎵會腐蝕各種金屬，尤其在高溫下更是如此。隨著鎵的溫度升高，其腐蝕性會日益增強，能在短時間內穿透更厚的金屬層。 鎵與鋁的反應性極強。在室溫下，鎵僅需數小時即可腐蝕穿透厚度為 0.002 英吋的鋁箔；而在 500°C 至 1,000°C 之間，此反應速度會大幅加快。
然而，鎵與其他金屬（例如鉬、鎢和鎳）並不會發生反應。
除了會與金屬發生反應外，鎵還會附著在非金屬材料上，這使得其封裝變得相當困難。敬請期待我接下來的部落格文章，屆時將探討液態金屬的封裝方案。
