サーマルパッドとは何ですか？
今日では、サーマルパッドは現代の電子機器において重要な部品となっています。これらは高性能な隙間充填熱材料として機能し、通常、強力な接着性、柔軟性、優れた圧縮性、および優れた熱伝導性を備えています。これらのパッドは、電子部品と ヒートシンク または、熱伝達を促進するための製品筐体。.
サーマルパッドの具体的な機能は、電子部品とヒートシンク／筐体の間の空気の隙間を埋めることにあります。空気は媒体として、一般的に効率的な熱伝達を妨げます。サーマルパッドはこの隙間を埋めることで熱の伝導経路を作り出し、効果的なデバイス冷却を可能にします。これにより、電子部品の最適な動作温度を維持し、寿命を延ばすことができます。.
サーマルパッドを使用するメリット
安定したパフォーマンス サーマルパッド 高温下でも油漏れがなく、高い清浄度を維持します。.
取り付け簡単 ほとんどのサーマルパッドは簡単に切断・取り付けができ、通常は一般的なハサミ以外の特別な工具は必要ありません。.
振動減衰- シリコンベースのサーマルパッドなど、一部のサーマルパッドは、精密部品を保護するために、クッション機能や振動減衰機能も備えています。.
費用対効果が高い- 熱伝導グリースなどの他の熱伝導性材料と比較すると、サーマルパッドは若干コスト効率が良い場合があり、予算が限られている場合や大規模な用途に適しています。.
使用の再現性- サーマルパッドは、繰り返し取り付け、テスト、使用しても、良好な機能を維持します。.
柔らかくて伸縮性があるその柔らかな特性により、非常に凹凸のある表面を覆うことができる。.
サーマルパッドの種類にはどのようなものがありますか？
材料による分類
シリコン製サーマルパッド–シリコン製サーマルパッドは、市場で最も一般的に使用されている熱伝導材の一つです。優れた弾性と耐熱性を持ち、様々な複雑な機器構造に対応でき、-60℃から200℃の温度範囲で安定した特性を維持します。一般的に、スマートフォンやノートパソコンなどの電子機器にシリコン製サーマルパッドがよく使用されています。.
グラフェンサーマルパッド–グラフェンは、自然界で最も高い熱伝導率を持つ材料として知られており、その熱伝導率は通常10 W/(m·K)から100 W/(m·K)の範囲に達し、場合によってはこの最大値を超えることもあり、従来のシリコン製熱伝導パッド（通常1～6 W/(m·K)）や相変化材料をはるかに凌駕します。軽量かつ柔軟な特性により、電子機器に負担をかけないだけでなく、高い耐久性も実現しています。.
カーボンファイバー製サーマルパッド– 炭素繊維は優れた熱性能を発揮します。高温耐性に優れているため、高出力電子機器や効率的な放熱が求められるその他の用途において、炭素繊維製サーマルパッドはしばしば最適な選択肢となります。さらに、軽量であるため、航空機の熱管理において、重量増加を最小限に抑えられることから、航空宇宙分野でも好んで用いられています。.
非シリコン製サーマルパッド–シリコーンフリーのサーマルパッドは、シリコーンオイルの漏れによる汚染を防ぎ、シリコーンに敏感なプラスチックやコーティング剤とも反応しない設計になっているため、使用中の安定性と安全性を確保します。熱伝導率は1.0～6.0 W/m・Kです。シリコーン樹脂の使用が制限されている機器で使用するサーマルパッドをお探しの場合は、GALLOP INNOTEKが長期使用に耐える信頼性の高い製品をご提供いたします。.
性質による分類
ソフトサーマルパッド–柔軟性に優れているため、特に表面が不規則な用途において、さまざまな隙間をより効果的に埋めることができ、熱伝導率を向上させることができます。同時に、セラミックコンデンサや一部のチップなど、使用中に破損しやすい部品を保護することもできます。.
導電性サーマルパッド– このパッドは、優れた熱伝導性と電気伝導性を兼ね備えています。電気伝導層は、非導電性ポリマーマトリックス中に金属粉末やその他の導電性材料を混合することによって形成されます。この特殊なサーマルパッドは、放熱と電磁シールドのために接地が必要な用途に使用されます。このパッドを通常の回路で使用してはならないことに注意してください。通常の回路で使用すると、短絡や部品の損傷を引き起こす可能性があります。.
サーマルパッドの導電率に影響を与える要因
材料の熱伝導率 一般的に、一定条件下では、材料の熱伝導率が高いほど、熱伝達性能は向上します。通常、シリコーン中の充填材含有量を増やしたり、他の熱伝導性粉末を添加したりすることで熱伝導率を高めることができますが、その分、相対的にコストも高くなります。.
材料の厚さ- 一般的に、材料が薄いほど、熱が伝わる距離が短くなり、熱伝達速度が速くなり、熱抵抗値が低くなり、熱伝導効果が向上します。.
材料硬度- 熱伝導パッドがヒートシンクの表面にどれだけしっかりと密着するかは、素材の硬度によって決まります。硬度の低い柔らかい熱伝導パッドは表面張力が低いため、表面にしっかりと密着し、両者間の接触熱抵抗を大幅に低減できます。.
材料の油漏れ率-これは特にシリコンベースのサーマルパッドに当てはまります。柔らかいサーマルパッドは一般的に硬化度が低いため、加熱時にシリコンオイルが漏れ出しやすい傾向があります。これにより部品が汚染されるだけでなく、パッドの硬度が増し、放熱部品の表面への密着性が低下します。一般的に、通常のサーマルパッドのオイル漏れ率は2.5%～3.5%程度ですが、より優れた製品では2.0%～2.5%の範囲に抑えることができます。.
アプリケーション
産業機器—サーマルパッドは、モーター、コンピューター、変圧器、パワーモジュール、周波数変換電源など、さまざまな自動車および産業機械において、機器を冷却して正常に動作させるために使用されます。.
電子機器の冷却 – サーマルインターフェースパッドは、コンピュータのCPUなどとヒートシンク放熱器の間、または携帯電話やタブレットなどのICとヒートシンクのインターフェースの間に設置され、電子機器の冷却性能を向上させます。.
自動車— 自動車産業は、モーターコントローラー、インバーター、バッテリー管理システムなどの放熱プロセスで使用されるサーマルパッドの大きな市場であり、自動車に搭載される一部の機器の安定性を確保するために不可欠です。.
LED照明—LED照明においては、LEDチップとヒートシンクの間に熱伝導性材料（TIM）が採用されており、これにより放熱効果が向上し、照明機器の寿命が延びる。.
サーマルパッドの使い方
まず、ユーザーはパッドを貼る表面を清掃する必要があります。古いサーマルパッドや汚れなどもすべてきれいにしてください。.
次に、その表面積を正確に測定し、サーマルパッドを適切なサイズにカットする必要があります。.
次に、サーマルパッドの片面から保護フィルムを剥がし、表面に置いて軽く押してください。.
最後に、反対側の保護フィルムを剥がし、しっかりと密着していることを確認したら、この工程は完了です。.
サーマルパッド仕様セレクター
組み立て時の隙間、温度、材料の制約条件を、実用的なサーマルパッドの見積もり依頼の出発点にしましょう。.
計画／参考見積もり： 材料の種類と厚さは暫定的なものです。最終的な選定には、応力-ひずみデータ、インピーダンス試験結果、公差解析、および組立検証が必要です。.
サーマルパッドを使用する際は、重ねて使用することは避けてください。重ねて使用すると熱伝導率が向上しないだけでなく、パッド間に余分な空気層ができてしまい、熱伝達効率が低下します。.
さらに、サーマルパッドとサーマルペーストを同時に使用することは避けるべきです。どちらも熱伝導性を持っていますが、同じシステム内で混用すると熱伝達が阻害され、冷却が必要な部品を損傷する可能性もあります。.
熱伝導ペーストは、優れた熱伝導性を持つペースト状の物質で、熱界面材料に分類されます。主にヒートシンクと熱源（チップやインダクタなど）の接触面に塗布されます。主な機能は、界面の隙間を埋め、熱伝導性の低い空気を置き換え、熱抵抗を低減し、熱伝達効率を高めることです。熱伝導ペーストの利点は、優れた熱伝導性と、様々な表面に密着するペースト状の質感にあります。.
しかし、サーマルパッドの方が取り付けが簡単な場合があります。サーマルペーストの塗布は手作業で行うことが多く、手に付着しやすいという問題があります。さらに、使用中に周囲に漏れるリスクもあります。サーマルペーストがCPUのピンやマザーボード周辺に漏れると、ショート回路やCPUの永久的な損傷を引き起こす可能性があります。.
一方、サーマルパッドは取り付けが簡単です。必要なサイズに簡単にカットしてCPUなどの部品に貼り付けることができ、接着時にすべての端で均一な厚みを確保できます。寿命は5年以上で、埃が溜まりにくいという利点もあります。.
