サーマルパテとサーマルパッドの比較

電子製品に適した熱伝導性材料をお探しで、サーマルパテとサーマルパッドのどちらを選ぶべきか迷っている場合は、この記事でそれぞれの特性、塗布方法、用途についてより詳しく解説します。これにより、製品に最適な熱管理ソリューションを見つけるお手伝いをいたします。.

サーマルパテとは何ですか？

サーマルパテ これは、柔らかく半液体のチキソトロピー性熱界面材料です。加熱要素と熱伝導体の間に薄いTIM層を形成するために、これを塗布して圧縮することができます。 ヒートシンク 隙間を埋めて空気を押し出すことで、熱伝導率を高めて放熱性を向上させる。 熱伝導グリース, 流動性が低いため、硬化工程の必要性が減り、熱サイクル劣化試験におけるポンプアウトの問題をより効果的に防止できます。.

サーマルパッドとは何ですか？

サーマルパッド また、発熱体とヒートシンクの間に挟むことで熱接触面積を増やし、電子機器の放熱性を向上させるためにも使用されます。ただし、熱伝導性パテとは異なり、あらかじめ成形されたシート状の材料です。用途に応じて自由に型抜き加工でき、隙間を埋めるために使用できるため、非常に簡単に使用できます。.

サーマルパテとサーマルパッド：使い方は？

熱伝導性パテと熱伝導性パッドはどちらも、発熱体とその筐体、あるいは発熱体とヒートシンクの間の隙間を埋めるために使用されます。しかし、形状が異なるため、塗布方法も異なります。.

サーマルパテの塗布方法

部品とヒートシンクの表面を清掃してください。

ほこり、水分、油分などの汚染物質は、熱伝導性パテの接触性や接着性を損なう可能性があります。そのため、塗布する発熱部品の表面を徹底的に清掃してください。また、メンテナンス作業を行う場合は、熱伝導性パテやサーマルパッドなどのTIM（熱伝導性材料）をすべて慎重に取り外してください。.

サーマルパテの塗布

3D図面に基づいて、適用範囲とギャップ距離を調整してください。以下の要素を考慮してください。.

• 機械的公差
• 適切な圧縮比（一般的に、ギャップ距離と比較して20～30%の比率が推奨される）

使用量を適切に管理し、必要に応じて補充できるように、適切な量、または最小限の量の熱伝導パテを塗布してください。表面を覆うように、できるだけ薄く塗布してください。注射器またはヘラを使用して、熱伝導パテを表面に均一に広げ、凹凸や凹みを埋めてください。.

ヒートシンクの取り付け

ヒートシンクを発熱部品の表面に合わせ、均等に押し付け、熱伝導性パテが均一に分布するようにし、気泡の発生やずれを最小限に抑えます。.

検査

施工後、熱伝導性パテの厚さが適切かどうかを確認してください。薄すぎるために塗布量が不足したり、厚すぎるために熱抵抗が増加したりしないように注意してください。余分な熱伝導性パテは速やかに除去し、24時間垂直に立てて、1.0mmを超える剥離距離がないか確認してください。1.0mmを超える剥離距離は、最終製品の垂直組立時の表面接着性および信頼性の不適合とみなされます。塗布が不十分な場合は、パテを除去して適切な量のパテを再塗布し、検証試験を繰り返すことをお勧めします。この試験は、量産前のPV/DV期間中に実施することをお勧めします。.

サーマルパッドの貼り付け方法

電源を切り、表面を清掃してください。

熱伝導性パテと同様に、サーマルパッドを使用する前には、必ず電源を完全に切り、保護具を着用して、ご自身と電子部品を保護してください。同様に、サーマルパッドが正しく機能するように、発熱部品やヒートシンクの表面からほこりや古い熱伝導材を取り除いてください。.

サーマルパッドの選択

自分で塗布量を調整できるサーマルパテとは異なり、サーマルパッドはあらかじめ成形されています。したがって、 用途に合ったサーマルパッドを選択してください. サーマルパッドは厚みが固定されており、重ねて貼ることはできないため、凹凸のある表面を覆うのに十分な薄さでありながら、適切な厚みを持つものを選ぶ必要があります。.

サーマルパッドの切断

サーマルパッドの形状とサイズは、お使いの部品やヒートシンクに合わせて調整できます。材料の無駄や、寸法が合わないことによる性能低下を防ぐため、切断時には必ず寸法を測ってください。.

接着とプレス

サーマルパッドは通常、両面または片面粘着層になっています。剥離紙を剥がした後、サーマルパッドを部品の表面に位置合わせして押し付けます。表面全体に密着させ、閉じ込められた空気を排出し、熱伝導効率を最大化するために、サーマルパッドを複数回押し付けることをお勧めします。.

ヒートシンクの取り付け

反対側の剥離紙をはがし、ヒートシンクをサーマルパッドにしっかりと押し付けて、確実に固定してください。サーマルパッドの粘着層は長持ちする接着力を発揮するため、追加のネジなしで固定できます。これにより、必要な手順が減り、より使いやすくなります。振動や衝撃のある用途で使用する場合は、追加のネジで固定することもできます。.

サーマルパテとサーマルパッドの比較：可塑性と接着強度の比較分析

熱硬化性パテの可塑性と接着強度

熱伝導性パテはペースト状の粘稠度を持つため、適度な流動性があり、優れた充填材として、発熱部品の表面の凹凸にもよく馴染みます。これにより、非常に凹凸のある表面にも使用でき、必要に応じて塗布量を柔軟に調整できるため、充填効果を最大限に高めることができます。熱伝導性パテに配合されている接着剤は、お客様のニーズに合わせて調整可能ですが、強力な接着力は期待できません。.

サーマルパッドの可塑性と接着強度

サーマルパテと比較すると、サーマルパッドは流動性に欠け、充填性能が劣ります。しかし、その優れた柔らかさにより、均一な圧力で表面をしっかりと覆うことができ、比較的平坦な表面でより効果的です。その接着層は通常、優れた接着強度を提供するため、用途によっては追加のネジ留めが不要になります。ただし、, サーマルテープと比較して, 熱伝導パッドの粘度が低い。.

サーマルパテとサーマルパッドの比較：取り付けの難易度と再現性

サーマルパテの設置難易度と再利用性

熱伝導パテを塗布するには、量と塗布範囲を細かく調整する必要があるため、熱伝導パッドを使用する場合よりも施工が複雑になります。また、はみ出したパテや余分なパテは必ず拭き取らなければなりません。さらに、一度使用するとパテの形状が変化し、接着力も低下します。そのため、再利用は避けた方が良いでしょう。.

サーマルパッドの取り付け難易度と再利用性

固体で成形済みの形状のおかげで、サーマルパッドは面倒な工程を不要にし、取り付けを大幅に簡素化します。場合によっては、ネジ止めさえ不要なこともあります。さらに、サーマルパテとは異なり、取り付け時に液漏れなどの問題がないため、部品内部を清潔に保ち、清掃の手間を軽減できます。熱伝導率と形状が損なわれない限り、サーマルパッドは再利用可能です。.

サーマルパテとサーマルパッド：熱伝導率の比較

サーマルパッドの熱伝導率

サーマルパッドの動作原理 接触と充填によって実現されます。そのため、サーマルパッドはより平坦な表面で高い放熱性能を発揮します。サーマルパッドは、さまざまな用途に合わせてさまざまな熱伝導率で製造できるため、要件に合った適切なオプションを選択できます。通常、熱伝導率は低く（1～12W/mK）、一部の高性能バリアントでは、より高い値を達成できます。 グラフェンサーマルパッド.

サーマルパテの熱伝導率

一方、サーマルパテは一般的に熱伝導率が低い（1～14W/mK）ものの、接着層の厚さ（BLT）が薄く、濡れ性が非常に優れているため、高出力用途では低い熱抵抗を示すことがあります。他方、サーマルパテは優れた適合性を持ち、複雑な形状や表面でも十分な熱接触面積を確保し、熱抵抗を最小限に抑えることができます。そのため、場合によってはサーマルパッドよりも優れた放熱性能を発揮します。.

サーマルパテとサーマルパッド：用途比較

サーマルパテの塗布

まず、サーマルパテは熱伝導率が高いため、LED照明機器、自動車用バッテリーシステム、高負荷処理を行うコンピューターなど、高性能加熱機器での使用に最適です。優れた放熱性能を発揮し、機器の寿命を延ばします。次に、表面が粗く複雑な形状の部品の隙間を埋めるのにも適しています。さらに、発熱体とヒートシンクの間に大きな隙間（0.1～4.0ミリメートル）がある場合、サーマルパテはこの隙間を効果的に埋め、優れた熱伝導性能を実現します。.

サーマルパッドの用途

適切なものをお探しの場合は 熱界面材料 ノートパソコン、携帯電話、タブレットなどの電子機器にとって、サーマルパッドは理想的な選択肢です。取り付けが簡単で大量生産にも適しているだけでなく、携帯機器の小規模から中規模の熱管理要件にも最適です。さらに、低コストであるため、限られた予算内で運用できます。ただし、部品の表面が平坦なプロジェクトで使用するのが最適です。.

サーマルパテとサーマルパッド：動作温度の比較

サーマルパッドとサーマルパテはどちらも高温下で効果的に熱を伝達し、発熱部品間の熱伝導を促進します。サーマルパッドは-60℃から200℃の温度範囲で安定して使用できますが、サーマルパテは-50℃から150℃の温度範囲で最適に機能します。そのため、サーマルパテはサーマルパッドに比べて高温と低温の両方に対する耐性が低くなります。さらに、サーマルパッドとサーマルパテはどちらもUL94-VO防火等級試験に合格しており、高い安全性を備えています。より過酷な温度環境で使用される熱伝導材が必要な場合でも、これらの製品はすべて高い安全性を備えています。.

サーマルパテとサーマルパッドの比較：コスト

コスト面から見ると、どちらが最適なコスト効率の良いソリューションかを判断するのは容易ではありません。なぜなら、それはプロジェクトの規模に大きく左右されるからです。大量生産プロジェクトを検討している場合は、サーマルパテが最適な選択肢となります。TIMを塗布する箇所が多い場合、サーマルパテはプログラミングを簡素化し、迅速かつ正確に作業を完了できるという比類のないメリットを発揮します。以下に、これら2つの材料の重要なポイントを簡単に把握できる、概要比較表を示します。.

サーマルパテとサーマルパッドの比較

サーマルパテとサーマルパッドのどちらを選ぶべきか？

熱伝導率要件の決定

熱伝導率の高いサーマルパッドやパテは、優れた放熱性能を発揮します。製品の種類、定格電力、その他の仕様に基づいて、必要な熱伝導率を設定する必要があります。製品の放熱性能をさらに高める必要がある場合は、熱伝導率の高いサーマルパテを選択してください。.

コンポーネントの特性を考慮する

部品やヒートシンクの隙間の大きさや表面の平坦度も考慮して選択する必要があります。隙間の厚みが均一で表面が平坦な製品には、サーマルパッドが最適です。隙間が大きい場合や部品の形状が複雑な場合は、サーマルパテが適しています。.

使いやすさに基づいて選択してください

サーマルパッドを使用することで、作業手順の一部を削減し、清掃の必要性を最小限に抑えることができます。さらに、サーマルパッドは大量生産に適しており、処理効率を高めます。一方、サーマルパテは、より複雑な塗布および清掃手順が必要です。.

予算を考慮する

サーマルパッドは初期費用が抑えられるため、予算が限られているプロジェクトに適しています。予算に余裕のあるプロジェクトには、サーマルパテの方が費用対効果の高いソリューションとなります。.

よくある質問

サーマルパッドを重ねて使用できますか？

複数のサーマルパッドを重ねると隙間が生じ、熱抵抗が増加して熱伝導率が低下する可能性があります。そのため、チップとヒートシンク／金属筐体間の隙間の大きさに応じて、より適切な厚さのサーマルパッドを選択する必要があります。.

熱伝導性パテや熱伝導パッドは導電性がありますか？

電子機器の安全性を高めるため、熱伝導性パテや熱伝導パッドは通常、短絡などの危険を防ぐために絶縁されています。導電性のあるタイプが必要な場合は、特定のモデルもご用意しております。.

熱伝導グリースと熱伝導パテの違いは何ですか？

熱伝導グリースは優れた流動性を備えているため、0.15mm以下の狭い隙間を持つ製品に適しています。一方、熱伝導パテは、部分的に架橋された構造により、より大きな隙間を埋めることができ、長期間使用しても乾燥を防ぎ、優れたチクソトロピー性能を発揮します。.

熱伝導性パテは硬化が必要ですか？

いいえ。サーマルパテは粘性があり、塗布後に流れ出ません。そのため、作業しやすく、長時間湿った状態を保つことができます。.

サーマルパッドの取り外し方

まず、古いサーマルパッドを剥がしてください。もし残留物が残っている場合は、綿棒または柔らかい布で拭き取ってください。取扱説明書に記載されている、部品を損傷しない洗浄剤を使用することもできます。.

サーマルパッドとサーマルパテの保管方法

サーマルパッドとサーマルパテは、紫外線から保護された乾燥した場所に、8℃～28℃の温度で保管してください。また、使用期限（約6～24ヶ月）までに使い切ってください。.

最後に

サーマルパッドとサーマルパテそれぞれの特性と用途を理解した今、情報に基づいた選択ができるはずです。. ギャロップ・イノテック 当社は、ISO 9001:2008、ISO 14001、IATF 16949、およびISO 45001の認証を取得した高品質の熱伝導性材料（TIM）を提供しています。お客様のニーズに合わせたソリューションについては、当社までお問い合わせください。