JPH0371992A - 液体金属マトリクス熱ペースト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱ペースト（ｔｈｅｒｍａｌ　ｐａｓｔｅ）
に関するものであり、具体的には低融点の液体金属マト
リクスに分散させた熱伝導性微粒子を含み、全体として
は高い熱伝導を有する液体金属マトリクス熱ペーストに
関するものである。熱ペーストは、チップや冷却システ
ムのような電子構成部品間の熱接合を形成するために使
用される。

［従来の技Ｗ］ 現代の超高性能電子システムは、多くの高出力ゲートを
有する高密度チップを要求する。これらの電子システム
は、デバイスの接合がら冷却システムまでの間で限られ
た温度降下を行ない、高出力機器を冷却する必要がある
。要求される冷却を遠戚するために、チップと冷却シス
テムの熱接合は高い熱伝導率を有していなければならな
い０本明細書に記述されている熱ペーストは、チップ又
は構成部品及び冷却システムの間に今日までのところ最
も高い有効熱伝導率の熱接合を与える。

実際の応用では、接合は高い熱伝導率を与える以外に、
どのような電子組み立てにおいても固有の製造公差を補
償しなければならない。例えば、いわゆる制御へこみ回
路接続（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｃａｌ　１ａｐｓｅ　ｃ
ｉｒｃｕｉｔ　ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ　；以下Ｃ４と呼ぶ
）技術を用いてチップを組み立てる際、印刷回路基板へ
のチップの接続に用いられるはんだ球配列の大きさ及び
形状を変化させると、印刷回路基板に比べてチップの高
さ及び傾きは著しくパラつく。電気的接点即ちＣ４のは
んだ球は非常にもろく、熱接合は電気システムの組み立
てを行なう個々のチップの動作にある程度の差を許容し
なければならない。また、製造公差は、チップ及び冷却
システムの間の様々なギャップを生む、幾何学的構造差
及び公差は、チップ及び冷却システムの間に非常に薄い
ペースト層を与えることによって良好な熱伝導を達成す
る目的とは矛盾する。このような困難にもかかわらず、
大容量の熱伝導率の特性を有するペーストを用いて良好
な熱伝導を達成することができる。

従来周知の熱ペーストの使用によって、適度な熱伝達及
び適度なコンプライアンスが与えられてきた。通常使用
されるペーストは、鉱油中の酸化亜鉛の混合物を含む。

そのようなペーストは、熱伝導率の上限を有する。また
、電力オン−オフサイクルを多くすると、液体及び粒子
は相分離しがちである。従来のペーストの熱伝導率は、
低伝導率の鉱油マトリクス中の酸化物粒子の浸出（ｐｅ
ｒｃｏｌａｔｉｏｎ）を当てにしている。低伝導率の鉱
油マトリクスの使用は、高い熱伝導率を達成する際の主
要な限界要素となる。本発明の液体マトリクス及び分散
粒子は両者とも高い熱伝導率を与える。

液体金属、特に人体及び電気回路の両者に害のある水銀
を用いる熱接合の提案が多くなされてきた。しかしなが
ら、液体金属を閉じ込めることは非常に困難であり、た
とえ可能であっても熱伝導率の減少を余儀なくされる。

例えば米国特許第４０９２６９７号は、プラスチックフ
ィルムスキン及び液体金属のマクロ充てんを伴う熱接合
ビロー（ｐｉｌｌｏｗ）を教示している。また、米国特
許第４３２３９１４号は、パリレンフィルムコーティン
グでチップ全体をおおい、冷却キャップへマクロ金属接
合を加えることを教示している。これらの特許は、どち
らも質の悪い熱伝導性プラスチックフィルムを含むこと
によって接合の熱伝導率を落とす。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の第１の目的は、永続的に半液体状態を保ちなが
ら、高い熱伝導率を有する液体金属マトリクス熱ペース
トを提供することである。

本発明の別の目的は、高い熱伝導率及び調整可能な粘度
を有する液体金属マトリクス熱ペーストを提供すること
である。

さらに本発明の目的は、電気構成部品（例えばチップ）
及び冷却システムの間、又は冷却システムの連続する部
品間の熱接合として用いるための高い熱伝導率を有する
液体金属マトリクス熱ペーストを提供することである。

さらに本発明の目的は、永続的に安定な低温液体金屑マ
トリクス中に分散させた熱伝導性微粒子を含む液体金属
マトリクス熱ペーストを提供することである。

さらに本発明の目的は、液体金属マトリクス熱ペースト
の製造プロセスを提供することである。

［課題解決するための手段］ 本発明は、低融点の液体金属マトリクスに分散させた熱
伝導性微粒子を含む液体金属マトリクス熱ペーストを提
供する。永続的に半液体状態を保たせるために、粒子は
低温で液体金属マトリクスと無反応性であるように選択
された金属又は導電性非金属が好ましい、タングステン
、モリブデン、シリコン又は他の金属、又は低温即ち約
１００℃より低い温度において、ガリウム、スズ及びイ
ンジウムとの相互作用率が非常に低い高熱伝導率物質が
好ましい。また、ダイヤモンドのような高熱伝導率を有
する非金属も可能である。粒子は、湿潤性を高めるため
にコーティングされる。好ましい液体金属マトリクスは
、ガリウム及びインジウムの共晶合金、ガリウム及びス
ズの共晶合金、並びにガリウム、インジウム及びスズの
三元共晶合金である。

液体金属マトリクス熱ペーストは、従順な熱界面として
作用するために、通常操作の条件及び環境において永続
的に半液体状態を保つガリウム−金属ペーストであり、
以下に記述したように構成される。結果として得られる
ペーストは、高い熱伝導性媒質として作用し、熱伝達を
高めるために所定の形状に形成される。冷却システムの
構成部品が膨張し、収縮する時、凝固せずに通常の操作
条件でその半液体状態を保つことによって、多くの電力
オン−オフサイクルの間にペーストを通る熱伝達を高め
たままに保つ。様々な構成部品の膨張の差の結果著しい
熱応力が起こり、特に構成部品の界面において損失を与
える。凝固するペーストは従順な界面を与えず、膨張及
び収縮の繰り返しによって結局破壊され、良好な熱伝達
媒質としての機能を失う。

［実施例］ 図面、特に第１図を参照すると、液体金属マトリクス熱
ペーストの断面図が示されている。熱ペーストは、液体
金属マトリクス１４の中に分散された熱伝導性粒子１２
を含んでいる。

本発明の液体金属マトリクス熱ベースＬは、低融点液体
金属マトリクス１４中に分散された熱伝導性微粒子１２
からなる。好ましい液体金属は、ガリウム及びインジウ
ムの共晶合金（７５，４重量％＋２４．６重量％、ＭＰ
１５．７℃）、ガリウム及びスズの共晶合金（８６，３
重量％＋１３゜７重量％、ＭＰ２０．５℃）、ガリウム
、インジウム及びスズの三元共晶合金（２１，５重量％
＋１６．０重量％＋６２．５重量％、ＭＰＩｏ。

７℃）並びに７℃程度の融点を有するいくつかの四元素
である。括弧ないには、各合金の好ましい混合組成の比
率及び融点を示している。粒子１２は、金属又は熱伝導
性非金属である。永続的に半液体状態を保つペーストを
得るために、粒子１２は約１００℃以下の低い温度でガ
リウムのような液体金属と無反応性であるように選択さ
れる。好ましい粒子は、タングステン、モリブデン、シ
リコン又は、低温即ち約１００℃より低い温度における
ガリウムとの相互作用率が低い他の粒子である。

はとんどの粒子物質、特にシリコン、モリブデン又はタ
ングステンは、表面に液体金属による湿潤を防げる酸化
物層を有する。従って、第２Ａ図に示すように、このよ
うな粒子１２は例えば金、パラジウム又は銀のような貴
金属１６の薄い層、好ましくは金でコーティングされる
。金属粒子及びガリウムの間の湿潤を確実にすることに
よって、著しい組成への影響を与えずに、金のような薄
い貴金属層はガリウムの中に溶解する。第２Ｂ図に示す
ように、貴金属のコーティングが溶解すると、金属間化
合物１８が形成され、粒子１２に付着して残る。

最適な熱ペーストのレオロジーに対しては、球状粒子が
好ましい。一般的に使用できるタングステン及びモリブ
デンの粉体は球状ではなく、むしろ不ぞろいな形状であ
る。この問題を解決するために、金のような貴金属の薄
い層ではなく、タングステン又はモリブデンのバリヤ層
で銅のような球状金属粒子をコーティングする。もしく
は、いくつかの周知の手法を用いて、タングステン又は
モリブデンの粒子を球状にしてもよい。好ましい手法は
、粒子のプラズマ再溶解及び凝固である。

低粘度に保ちながら、固体光てんを最大にするために、
ペーストの高い熱伝導率の固相を増やす粒子の２モード
又は３モードの分布を使用する。

液体金属マトリクスのペーストは、従来のペースト製造
手法を用いて調整される。好ましい手法は、プラネタリ
調合（ｐｌａｎｅｔａｒｙ　ｍｉｘｉｎｇ）及び３つの
ロールミル分散の組み合わせである。いくつかの溶解成
分によるペーストの汚染を防ぐために、その成分のうち
のどれか１つ、例えばタングステン、酸化物、窒化物又
はカーバイトのような多数の使用可能な塗料で調合する
ハードウェアをコーティングすべきである。

ペーストを描いた図は、特定のスケールで描かれておら
ず、例として本発明をよりわかりやすく記述するために
示されたものである。

液体金属熱ペーストの特性 液体ガリウム及びその合金の熱伝導率は、約２８　Ｗ／
Ｍ　Ｋである。固体タングステンの熱伝導率は、１７０
Ｗ／ＭＫである。液体ガリウムマトリクス中のタングス
テン分散の熱伝導率は、２８Ｗ／ＭＫないし１７０Ｗ／
ＭＫの範囲にある。熱伝導の正確な値は、結果として得
られるペーストの固相の割合及び分散に依存する。

接合の熱抵抗率の数式は、バルク熱抵抗率及び表面熱抵
抗率の項を含む。バルク熱抵抗率の項は、接合厚さに比
例する。表面熱抵抗率の項は、粒子の大きさ及び表面仕
上げに依存する。表面熱抵抗率の項は、一般的に粒子の
大きさの項と比べて大きな値である接合厚さには無関係
である。そのかわりに、粒子の大きさは、最小接合厚さ
の限界を与える。また、粒子の大きさは表面熱抵抗率の
大きさにもある影響セ与える。与えられた接合厚さに対
して、２モードの分布ばかりでなく粒子の大きさも小さ
くすると、熱抵抗に寄与する表面の影響は減る０本発明
の液体金属マトリクス熱ペーストは、ミクロンオーダの
粒子の大きさであり、代表的には表面の項はバルクの２
μｍに相等し、これは２Ｅ−６Ｍ／２００Ｗ／ＭＫ＝Ｉ
Ｂ−８ＫＭ２／Ｗ＝０．０００１ＫＰｅ　ｒＷ／ｃｍ２
である。

この大きさの熱抵抗率は、はとんどの応用に対してきわ
めて良好であると埼えられる。

液体金属の閉込め 液体金属を周囲の導電体又は構成部品と接触させないよ
うにするために、構成部品間の空間を充てんするエンキ
ャプシュレーション化合物等の重合体又は他の障壁を用
いることができる。

特定のチップのファミリを金属接合から電気的に分離す
る必要がある。チップをマルチチップモジュールの共通
基板に接続した後で、適温でチップにアモルファスのカ
ーボンを化学気相蒸着させると、非常に低い熱抵抗率を
持ち、信頼性が高く、ピンホールのない電気的分離が与
えられる。もしくは、実装前に各ウェーハに酸化シリコ
ン（Ｓ　＋　０２　）又は窒化シリコン（５ｉＮ）のよ
うな薄い誘電体を付着させて、電気的分離を与えてもよ
い。あるウェーハプロセスでは、酸化シリコンをチップ
上に形成し、その後それを要求されるようにパターニン
グすることができる。

超過の液体金属マトリクス熱ペーストを追加制御するた
めに、金属線の細いメツシュのプロッタ（ｂ　１ａｔｔ
ｅｒ）を用いる。

熱接合が薄いと、熱抵抗率は改善されるということは周
知である。薄い接合を形成するために、低粘度の熱ペー
ストが要求される。係属出願の米国特許出願第１６１８
８０号は、チップ及び冷却ユニットの間の従来の熱ペー
ストをずらすと同時に圧縮することによって形成する１
ｍ１ｌ（２，５４ＸＩＯ−３ｃｍ）の薄さのペースト接
合について記述している。与えられた液体金属マトリク
ス熱ペーストが、過度に堅くない時には、同じ手法を応
用できる。８５重量％のＧａ−Ｉｎ−５ｎ三元共品合金
及び粒子の大きさが１０μｍである６５重量％のタング
ステンからなるペーストは、気泡のない界面を保ちなが
ら、２枚の石英スライドの間で約３ｍ１ｌ（７，６２Ｘ
１０−３ｃｎ＋）ないし約５ｍ１ｌ（１２，７Ｘ１０−
３ｃｍ）の薄さである。５０重量％のＧａ　−Ｉｎ−５
ｎ三元共晶合金中に粒子の大きさが２．２μｍである５
０重量％のタングステンを含むペーストは、約２ｍ１ｌ
（５，０８Ｘ１０−３ｃｍ）ないし約３ｍ１ｌの薄さで
あった。この手法を最適化することによって、接合厚さ
をさらに薄くすることができる。

半液体金属マトリクス 特定の応用において、純液体金属を使用しなければ、さ
らに良い結果を得ることができる。このような場合、広
い液相線−固相綿の範囲を有する半液体合金を用いるこ
とができる。熱ペースト形成中、又は冷却システムと構
成部品を組み立てる間に、熱ペーストはしばしば加熱さ
れ、純液体金属になってしまう。しかしながら、加熱さ
れた液体が低温又は適温の操作条件で使用される時には
、液体は粘性になるであろう。

本発明に従う液体金属マトリクス熱ペーストは、特定の
応用において短時間で融解できる。この短時間融解の時
間は、はんだリフ口によって異なる。

なぜなら、温度サイクル全体を通じて、液体金属マトリ
クス熱ペーストのままなのである。

ガリウム−スズ系は、このような半液体金属マトリクス
に適す系である。第３図はガリウム及びスズの系の状態
図である。縦軸は混合物の温度であり、横軸はスズの重
量％の増加を表わしている。

スズ及びガリウムの特定の比に対して、カーブ２０より
上の温度において混合物は液体である。水平、ｕＩ２２
より下では混合物は固体である。カーブ２０及び水平線
２２の間の温度及びスズ−ガリウム比の組み合わせに対
して、混合物は、特定のスズ及びガリウムの比における
操作点が”液相線”２０により近いのか、又は”固相線
”２２により近いのかに依存する変化しやすい粘度の半
液体である。

例えば、垂直線２４は、６５重量％５ｎ−３５重量％Ｇ
ａの合金を表わしている。約２１℃の温度において、合
金は、６３重量％の固体と３７重量％の液体である。合
金を１３０℃以上に加熱すると、全て液体となる。もし
熱ペーストを７０℃の操作温度において用いるのならば
、合金は５０重量％の固体と５０重量％の液体となる。

このような合金を共晶液体マトリクスの代わりに用いる
時には、１００℃〜１３０℃の温度範囲で加熱する間、
ペーストは非常は低い粘度を示す。冷却システムを組み
立て、５０℃〜８０℃の温度範囲で操作すると、合金の
粘度は高くなる。このような系は、動作の際、ペースト
の相分離を効果的に防ぐであろう。

第４Ａ図及び第４Ｂ図に系の操作が図示されている。第
４Ａ図において、１３０℃の温度における６５重量％ス
ズ及び３５重量％ガリウムからなる液体金属マトリクス
３２中に分散させた熱伝導性粒子３０がある。金属マト
リクスは、本質的に全て液体である。温度を７０℃まで
下げると、スズ３４が粒子３０に付着するようにいくら
か金属マトリクスから分離する（第４Ｂ図参照）。金属
マトリクスは、部分的に固体であり、部分的に液体であ
るので、ペーストの粘度は高くなる。

ペースト高粘度化手法 熱ペーストの相分離の可能性を削減し、冷却構造の組み
立ての際にはペーストを低粘度とし、通常の操作条件の
間は高粘度になるようにする別の方法は、粒子表面の湿
潤層の厚さを増やすことである。第５Ａ図に示されるよ
うに、例えばガリウム、インジウム及びスズの三元共晶
合金のような液体金属マトリクス４２の中に分散させた
、タングステンなどの最初から混入している粒子４０を
、金などの湿潤性金属の比較的厚い層４４でおおう。

第５Ｂ図に示されるように、液体のガリウム、インジウ
ム及びスズの三元共晶合金マトリクス４２は、金の層４
４と反応して金属間化合物４６を生むので、ペーストの
粘度は高くなり、相分離の可能性は削減される。

液体金属マトリクス熱ペーストの除去 修正は、一般的に熱ペーストの除去を伴う。スズ又は銅
の細い線を含む金属ウール（ｍｅｔａｌ　ｗｏｏｌ）を
用いて、ペーストのバルクを除去することができる。液
体の薄膜を通る超音波撹拌を用いると、他の構成部品を
妨害せずに、通常完全にペーストを除去できる。また、
ブラシ又はフェルトチップ及び洗浄液を用いても完全に
ペーストを除去できる。このような液体は、非腐食性に
すべきであり、強い有機溶剤でない方がよい。好ましい
液体は、インプロパノール又はエタノールである。また
、ハイパークリティカル二酸化炭素（ｈｙｐｅｒｃｒｉ
ｔｉｃａｌｃａｒｂｏｎ　ｄｉｏｘｉｄｅ）も好ましい
。洗浄剤としてスズの粉末を用いて金属ウールでみがき
、ガリウムを除去するために、残ったペーストにスズの
薄片を接触させる別のペースト除去方法もある。

表面コーティング 例えば二酸化シリコンのガラス若しくはシリコンチップ
へのインジウムの付着、又は固体金属との金属の混合（
ａｍａｌｇａｍａｔｉｏｎ）による液体金属マトリクス
熱ペーストの残渣を防ぐために、無反応性コーティング
をチップに付着させる。好ましいコーティングは、スパ
ッタリングによって付着させたテフロン又はシロキサン
の超薄層、及び化学気相付着によって付着させたアモル
ファスカーボンに水素を含ませたもの等である。あるい
は、化学気相付着又はスパッタリングのいずれかの方法
で付着させた薄いタングステンのコーティングも同様の
結果となる。タングステン及び水素と化合させたカーボ
ンのどちらのコーティングも、２００℃においてガリウ
ム、インジウム及びスズの共晶液体と接触させて１００
時間経過後、様々な分析技術で観察したが相互作用はな
く、よく耐えた。

加えて、これらのコーティングは、半導体物質の中へ及
びそれを通る熱移動を妨げるように働き、チップへの好
ましくない不純物混入を防ぐ。

合成粒子 湿潤性を高め、それによって液体金属マトリクス及び充
てん金属粒子間の付着性を高める別の方法は、合成金属
粒子の使用による。例えば、８０重量％５ｉ−２０重量
％Ａｕの合成５ｔ−Ａｕ合金粉体は、２００℃〜３００
℃の温度範囲の温度において固定されると、シリコン相
の中で金の相が分散する。そのような粉体は、ガスの霧
吹き作用によって従来通り製造できる。ガリウム金属マ
トリラス中にこのような合成粉体が分散されている時、
ガリウムはシリコンと反応せずに、選択的に金と反応す
るであろう。その結果、湿潤性及び分散は表面に金をコ
ーティングしただけの粒子よりも大いに向上する。もし
金がシリコン粒子の内側に位置するなら、金がガリウム
と反応する時には、粒子ｆ！：貫いて径路が形成される
であろう。

全ての金属マトリクス熱ペーストの応用液体金属マトリ
クス熱ペーストは、様々な種類の低温基板に応用できる
。ピストン及びシリンダ間ばかりでなくチップ及びピス
トンの間でも、ピストン冷却ハツト（ｐｉｓｔｏｎ　ｃ
ｏｏｌｉｎｇ　ｈａｔ）と共にペーストを用いることも
できる。チップのとなり、チップ付近及び冷却ハツトの
外部にある熱接合としてペーストを使用できる。加えて
熱ペーストは、別々の構成部品、具体的には整流器、ト
ランジスタ及び抵抗器のような電源構成部品と共に使用
できる。

例 例１は５０重量％ガリウム及び５０重量％モリブデンの
熱ペーストである。熱ペーストは単一チップ及び冷却シ
ステム間の熱接合として使用された。出力密度は、１０
３Ｗ／ｃｍ２であり、接合及び他の熱抵抗率の両方を含
む合計の温度差は６４℃であった。

例２は、５μｍないし２０μｍの範囲の直径を有する不
ぞろいの粒子からなる３３重量％Ｇａ−Ｉｎ−５ｎ三元
共晶合金及び６７重量％タングステンの熱ペーストであ
る。混合物をｒｗｉ８−Ｌ−ＢｕｇＪの激しい振動器中
で調合し、その後３つのロールミル中で分散させた。ペ
ーストのバルク熱伝導率は、４５　Ｗ／Ｍ　Ｋであった
。これは市販の有機系熱ペーストのバルク熱伝導率より
も大きく、約５０倍である。

熱ペーストを例１のように同じサンプルチップの熱試験
モジュールに施した。熱ペーストをモジュールの上に広
げ、同時に圧縮してずらして、約３７μｍの薄い層にし
た。出力密度５１８Ｗ／Ｃｍ２を消費するチップは、６
２℃の温度降下（Ｔ降下二Ｔ接合−千人ロ＝８５℃−２
３℃）を示した。６０℃の温度降下にするためにデータ
を補間すると、出力密度は５０１Ｗ／ｃｍ２である。従
って、合計の熱抵抗率は、ＴｈＲｙ＝　１２　Ｅ−６Ｋ
ｃｍ２／Ｗ＝１２に／ｍｍ２／Ｗである。熱抵抗率はペ
ーストを横切る温度降下にチップ面積をかけ、出力で割
ったものであり、単位はＷ／Ｃｍ２当りの℃である。合
計の’ｒｂａｙは、ペースト自体及び冷却ハツトを含む
熱径路の他のすへての構成部品を含む。

冷却浴水量は、１．１ｃｍ２の面積を有する低温基板上
を８Ｃｍ２／ＳｅＣで流した。

十分に冷却できる他の例は、３３重量％Ｇａ−Ｉｎ−５
ｎ三元共晶合金及び金の層でおおわれ、前述の手順に従
って調整された１０μｍの粒子６７重量％からなる。

［発明の効果］ 本発明は、永続的に半液体状態を保ちながら、高い熱伝
導率を有する液体金属マトリクス熱ペースト及びその製
造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、液体金属マトリクス中に分散している熱伝導
性粒子の断面図である。 第２Ａ図は、第１図の粒子が貴金属でコーティングされ
た時の断面図である。 第２Ｂ図は、第２Ａ図の貴金属コーティングが溶解した
時の断面図である。 第３図は、ガリウム−スズの共晶合金の状態図である。 第４Ａ図は、高温において６５重量％Ｓｎ及び３５重量
％Ｇａからなる液体金属マトリクス中に分散している熱
伝導性粒子の断面図である。 第４Ｂ図は、第４Ａ図の粒子を通常の操作温度に下げた
時の断面図である。 第５Ａ図は、液体金属マトリクス中に分散している熱伝
導性粒子を貴金属で厚くコーティングした時の断面図で
ある。 第５Ｂ図は、第５Ａ図の貴金属コーティングが溶解した
時の断面図である。 １２．３０．４０・・・・粒子、１４．３２．４２・・
・・液体金属マトリクス、１６．４４・・・・貴金属、
１８．４６・・・・金属間化合物、２０・・・・液相線
、２２・・・・固相線、３４・・・・スズ。

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．　低融点液体金属マトリクス中への熱伝導性粒子の
   分散からなり、高い熱伝導率を有し、永続的に半液体状
   態である液体金属マトリクス熱ペースト。
2. ２．　前記粒子が約１００℃より低い温度において前記
   液体金属マトリクスと無反応性である物質からなる請求
   項１記載の液体金属マトリクス熱ペースト。
3. ３．　前記物質がタングステン、モリブデン及びシリコ
   ンからなる群から選択される物質である請求項２記載の
   液体金属マトリクス熱ペースト。
4. ４．　前記粒子が前記液体金属マトリクスと無反応性で
   あるように選択される導電性非金属である請求項１記載
   の液体金属マトリクス熱ペースト。
5. ５．　前記粒子が約１００℃より低い温度において前記
   液体金属マトリクスと無反応性である熱伝導性物質でお
   おわれている請求項１記載の液体金属マトリクス熱ペー
   スト。
6. ６．　前記物質がタングステン、モリブデン及びシリコ
   ンからなる群から選択される物質である請求項５記載の
   液体金属マトリクス熱ペースト。
7. ７．　前記粒子が貴金属でおおわれている請求項２記載
   の液体金属マトリクス熱ペースト。
8. ８．　前記貴金属が金である請求項７記載の液体金属マ
   トリクス熱ペースト。
9. ９．　前記粒子が貴金属でおおわれている請求項３記載
   の液体金属マトリクス熱ペースト。
10. １０．　前記貴金属が金である請求項９記載の液体金属
    マトリクス熱ペースト。
11. １１．　前記粒子が貴金属でおおわれている請求項４記
    載の液体金属マトリクス熱ペースト。
12. １２．　前記貴金属が金である請求項１１記載の液体金
    属マトリクス熱ペースト。
13. １３．　前記低融点液体金属マトリクスがガリウム及び
    インジウムの共晶合金、ガリウム、スズの共晶合金、並
    びにガリウム、インジウム及びスズの三元共晶合金から
    なる群から選択される材料である請求項１記載の液体金
    属マトリクス熱ペースト。
14. １４．　前記粒子がタングステン、モリブデン及びシリ
    コンからなる群から選択され、前記低融点液体金属マト
    リクスがガリウム及びインジウムの共晶合金、ガリウム
    及びスズの共晶合金、並びにガリウム、インジウム及び
    スズの三元共晶合金からなる選択される材料からなる請
    求項１記載の液体金属マトリクス熱ペースト。
15. １５．　５０重量％ガリウム及び５０重量％モリブデン
    の粒子からなる請求項１記載の液体金属マトリクス熱ペ
    ースト。
16. １６．　３３重量％ガリウム、インジウム及びスズの三
    元共晶合金並びに６７重量％タングステン粒子からなる
    請求項１記載の液体金属マトリクス熱ペースト。
17. １７．　前記液体金属マトリクスが調整時には全て液体
    であり、操作温度では高い粘度になる請求項１記載の液
    体金属マトリクス熱ペースト。
18. １８．　（ａ）　冷却されるべき構成部品と、（ｂ）　
    冷却システムと、 （ｃ）　低融点液体金属マトリクス中に分散する微粒子
    からなり、該構成部品及び該冷却システムの間に施され
    る液体金属マトリクス熱ペーストからなる熱冷却システ
    ム。
19. １９．　前記冷却システムがピストン及びチツプ冷却シ
    ステムからなり、前記ペーストがピストン及び構成部品
    の間に施される請求項１８記載の熱冷却システム。
20. ２０．　前記冷却システムがピストン、シリンダ及びチ
    ツプ冷却システムからなり、前記ペーストがピストン及
    びシリンダ間に施される請求項１８記載の熱冷却システ
    ム。
21. ２１．　（ａ）　低融点液体金属マトリクスを与える工
    程と、 （ｂ）　高い熱伝導率を有し、永続的に半液体状態であ
    る混合物を形成するために、該液体金属中に微粒子を分
    散させる工程からなる液体金属マトリクス熱ペーストの
    製造方法。
22. ２２．　前記分散を調合し、ロールミルにかけることに
    よつて行なう請求項２１記載の液体金属マトリクス熱ペ
    ーストの製造方法。