熱伝導性材料の選択

放熱システムというと、多くの人はファンやヒートシンクを思い浮かべます。

実際、彼らは重要ではないが重要な媒体である熱伝導媒体を無視しています。

コンピュータの CPU は、優れた放熱性が必要な代表的なパワーデバイスです。そこで、熱伝導性材料について説明します。

なぜ熱伝導媒体が必要なのでしょうか?

CPU の表面やヒートシンクの底面は非常に滑らかなので、その間の熱伝導性は必要ないと考える人もいるかもしれません。この見方は間違っています！機械加工では理想的な平面を作ることができないため、CPUとヒートシンクの間には溝や隙間が多く、そこに空気が詰まっています。空気の熱抵抗値が高いことはわかっています。そのため、熱抵抗を下げるには他の物質を使用する必要があります。そうしないと、ヒートシンクの性能が低下したり、機能できなくなったりします。そこで、熱伝導媒体が登場しました。その役割は、プロセッサとヒートシンクの間の大小の隙間を埋め、熱源とヒートシンクの間の接触面積を増やすことです。したがって、熱伝導は熱伝導媒体の役割にすぎず、CPUとヒートシンクの有効接触面積を増やすことが最も重要な役割です。

一般的な熱伝導媒体は何ですか?

1. 熱伝導性シリコーングリス

熱伝導性シリコーングリースは、最も広く使用されている熱伝導媒体です。シリコーンオイルを原料とし、加熱減圧、粉砕等の工程を経て増粘剤等の充填剤を加えて生成したエステル状物質で、一定の粘度を有し、粒状性は明らかではない。熱伝導性シリコーングリースの使用温度は一般に-50℃から180℃であり、良好な熱伝導性、耐高温性、耐老化性、防水性の特性を備えています。

デバイスの放熱の過程で、熱伝導性シリコーングリスは一定の状態まで加熱された後、半流動体となりCPUとヒートシンクの間の隙間を埋め、両者の接合をより強固にして熱伝導を高めます。通常、サーマルグリースは水に不溶で酸化しにくく、ある程度の潤滑性と電気絶縁性も備えています。

2. 熱伝導性シリコンパッド

シート素材に属し、その硬さは比較的中程度で、熱伝導性シリコーングリスに比べて硬く、放熱パッチよりは柔らかいです。また、シリコンサーマルパッドの使用範囲は比較的広く、発熱体の電気機器（パワーチューブ、シリコン制御、電熱スタックなど）や放熱設備（ヒートシンク、放熱ストリップ、シェルなど）に使用できます。 ) 接触面間で熱伝達媒体の役割を果たし、湿気、塵、腐食、耐衝撃性などの特性を発揮します。マイクロ波通信、マイクロ波伝送装置、マイクロ波専用電源、電圧安定化電源など、各種マイクロ波機器の表面コーティングやポッティング、発熱電子部品用シリコン材料などに適しており、熱伝導性に優れています。例: トランジスタ、CPU アセンブリ、サーミスタ、温度センサー、車載電子部品、車載冷蔵庫、電源モジュール、プリンターヘッドなど。

3 グラファイトシート

人造グラファイトシートは、ポリイミドフィルムに化学処理を施すことで炭素を99.999％保持したもので、熱伝導性に優れ、電子チップやCPUなどの放熱システムに適しています。この熱伝導媒体の利点は、粘着性がなく、グラファイト シートを剥がすときに CPU をベースから「引き抜く」ことがないことです。グラファイトシートは熱伝導性と電気伝導性の両方があり、熱伝導率は最大1900w / mkです。

上記の一般的な熱伝導媒体の他に、アルミ箔熱伝導ガスケット、相変化熱伝導ガスケット（＋保護フィルム）も熱伝導媒体に属しますが、これらの製品は市場で見かけることはほとんどありません。