カスタムヒートシンクの味付けされたサプライヤーとして、私は顧客から重要な質問をすることがよくあります：「カスタムヒートシンクでどれくらいのサーマルペーストを使用すればよいですか？」この一見シンプルなクエリは、あらゆる電子デバイスで最適な熱性能を達成するための基本です。このブログでは、サーマルペーストアプリケーションの背後にある科学を掘り下げ、実用的なガイドラインを提供し、業界での長年の経験からいくつかのヒントを共有します。
サーマルペーストの理解
量について議論する前に、サーマルペーストとは何か、なぜそれが不可欠なのかを理解しましょう。サーマルコンパウンド、サーマルグリース、またはサーマル界面材料（TIM）とも呼ばれるサーマルペーストは、熱源（CPUやGPUなど）とヒートシンクの間に適用される物質です。その主な機能は、熱源とヒートシンクの表面の微視的な不規則性を埋めることです。これらの不規則性は、熱の導体が不十分な空気の隙間を作り出します。これらのギャップを埋めることにより、サーマルペーストは2つの表面間の熱伝導率を向上させ、熱が熱源からヒートシンクにより効率的に移動できるようにします。
サーマルペーストの量に影響する要因
いくつかの要因は、カスタムヒートシンクで使用する必要があるサーマルペーストの量に影響します。
表面積
熱源とヒートシンクの間の接触面積が大きいほど、必要なサーマルペーストが増えます。たとえば、大きいダイエリアを備えた高エンドCPUは、小さくて低いパワーマイクロコントローラーよりも多くのペーストが必要です。カスタムヒートシンクを扱う場合、表面積は設計とアプリケーションによって大きく異なる場合があります。私たちのSSRのヒートシンク固体リレーの熱散逸要件を満たすように設計された特定の表面積があり、それに応じてサーマルペーストの量を調整する必要があります。
表面の平坦性
熱源とヒートシンクの表面の平坦性も役割を果たします。表面が非常に平らな場合、空気の隙間が少ないため、熱ペーストが少なくなります。ただし、実際のシナリオでは、最も滑らかな表面でさえある程度の粗さがあります。カスタムヒートシンク、特に私たちのような複雑な幾何学を持っている人SSRの非常に困難な押出ヒートシンク、すべての接触点を適切にカバーするために、もう少しサーマルペーストが必要になる場合があります。
サーマルペーストタイプ
さまざまな種類のサーマルペーストがあり、それぞれに独自の特性があります。いくつかのペーストはより粘性がありますが、他のペーストはより流動的です。粘性ペーストには、液体の方法と比較して、わずかに異なる適用方法と量が必要になる場合があります。たとえば、厚いセラミックベースのサーマルペーストは、より慎重に広げる必要がある場合があります。また、均一なカバレッジを確保するためにもう少し必要になる場合があります。
サーマルペーストを適用するための一般的なガイドライン
カスタムヒートシンクの適切な量のサーマルペーストを決定するのに役立ついくつかの一般的なガイドラインを次に示します。
エンドウ豆 - サイズの方法
最も一般的な方法の1つは、ピー - サイズのドロップです。標準のCPUの場合、熱源の中心にエンドウ豆のサイズのサーマルペーストを配置することが良い出発点です。ヒートシンクを取り付けて圧力をかけると、ペーストは表面全体に均等に広がります。ただし、大きな接触領域を備えた大きな熱源またはカスタムヒートシンクの場合、ドロップのサイズをわずかに増やす必要がある場合があります。
ラインメソッド
別のアプローチはラインメソッドです。熱源の中心に薄いサーマルペーストを描くことができます。この方法は、長方形または正方形の熱源に適しています。ヒートシンクを取り付けると、圧力が表面全体にペーストが広がります。過剰なペーストがこぼれにつながり、潜在的に短い他のコンポーネントにつながる可能性があるため、ラインが厚すぎないことを確認してください。
スプレッドメソッド
場合によっては、特に非常に流動的なサーマルペーストを使用する場合は、スプレッダー（プラスチックカードや特殊なサーマルペーストアプリケーターなど）を使用して、熱源に薄い均一なペーストの層を広げます。この方法では、ペースト層の厚さをより詳細に制御できますが、均一なカバレッジを確保するにはもう少しスキルが必要です。
よくある間違いを避けます
サーマルペーストを適用するとき、避けるべきいくつかの一般的な間違いがあります。
ペーストが多すぎる
過剰な量のサーマルペーストを使用することは、実際には逆効果になる可能性があります。ペーストが多すぎると、厚い層が作成されると、熱抵抗が増加し、熱伝達の効率が低下します。また、他のコンポーネントにこぼれ、電気ショーツやその他の問題を引き起こす可能性があります。
ペーストが少なすぎる
一方、ペーストが少なすぎると、熱源とヒートシンクの間のすべての空気の隙間がいっぱいになり、熱接触が不十分な領域が残っている場合があります。これにより、動作温度が高くなり、電子デバイスの性能が低下する可能性があります。
テストと最適化
サーマルペーストを適用してカスタムヒートシンクを取り付けた後、システムの熱性能をテストすることをお勧めします。ソフトウェアツールを使用して、負荷下の熱源の温度を監視できます。温度が予想よりも高い場合は、サーマルペーストの量を調整してプロセスを繰り返す必要がある場合があります。
カスタムヒートシンクとサーマルペーストの互換性
当社では、サーマルペーストに関しては、さまざまなカスタムヒートシンクが異なる要件を持っていることを理解しています。私たちの色アノディズのヒートシンクユニークな表面仕上げがあり、使用する最高のサーマルペーストと最適なパフォーマンスのために適切な量のガイダンスを提供できます。
結論
カスタムヒートシンクで使用する適切な量のサーマルペーストを決定することは、空気の隙間を埋めることと過度の厚さを回避することとのバランスです。表面積、平坦性、サーマルペーストの種類などの要因を考慮し、提供された一般的なガイドラインに従って、効率的な熱伝達を達成し、電子デバイスの信頼できる動作を確保することができます。
高品質のカスタムヒートシンクの市場にいて、サーマルペーストアプリケーションに関するより多くの情報が必要な場合、または他の質問がある場合は、私たちは手伝うためにここにいます。あなたの特定の要件について話し合い、調達会話を開始するために私たちに連絡してください。私たちは、あなたの熱管理のニーズに最適なソリューションを提供することを約束します。
参照
- 「サーマルインターフェイス材料：基礎とアプリケーション」By Bar -Cohen、Avram、Kraus、Andrew D.
- チャップマン、アーサーJによる「電子機器の熱伝達」
- 大手熱管理会社の技術文書と研究論文。