エレクトロニクスの熱放散に最適な材料

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材料技術の急速な発展に伴い、高周波、高速、集積回路技術の電子部品も進歩しました。電子部品のサイズは小さくなりましたが、総電力密度は劇的に増加し、熱流密度は急速に増加しました。高温環境は電子部品の性能に影響を与えるため、電子部品の効果的な熱制御が必要です。

例えばスマートフォンでは、スマートフォンのチップの主周波数がますます高くなり、発生する熱がお客様の使用感に影響を与えるだけでなく、携帯電話のハードウェアにもダメージを与えます。 2019 年以降、携帯電話の放熱が市場の新たな焦点となっています。 Xiaomi携帯電話のBlack Shark携帯電話には、多段ダイレクトタッチ統合熱冷却システムが装備されています、中央の細長いセクターに少量の液体を内蔵した銅シートを主とした放熱部品を使用します。

電子製品用放熱材料全般

電子部品の放熱の役割は主に、電子機器の温度を効果的に制御し、電子製品の性能を効果的に向上させることです。さまざまな異なる材料特性が関係します。

電子材料の表面とヒートシンクの間には微細な凹凸の隙間が存在し、直接貼り合わせた場合、それらの間の実際の接触面積はヒートシンクのベース面積の10％のみで、残りはエアギャップになります。空気の熱伝導率はわずか0.024W/(mK)であるため、電子部品とヒートシンク間の接触熱抵抗が非常に大きくなり、熱の伝導を著しく妨げ、ヒートシンクの性能低下につながります。

電子材料の表面とヒートシンクの間には微細な隙間があり、直接取り扱わずに設置した場合、その有効接触面積はヒートシンクのベース面積の10％にすぎず、残りのスペースはエアギャップになります。空気の熱伝導率が極めて低いため、電子部品や熱機器と接触すると熱抵抗が非常に大きくなり、熱の伝導が妨げられ、ヒートシンク部品の性能が非常に低下します。

隙間を埋めるために熱伝導性材料を使用すると、発熱部品と熱放散部品の間の接触面積が大幅に増加し、良好な放熱が実現します。Trumonytechs は熱管理ソリューションの専門家として、次のシリーズを提供します。 熱伝導性材料: 熱伝導性シリコーンフィルム, 熱伝導シリコーングリース、熱伝導性ポッティング接着剤、熱伝導性ゲル。

いくつかの電子放熱材料の比較

次回は、熱伝導性シリコーンフィルム、熱伝導性シリコーングリス、熱伝導性ゲル、熱伝導性ポッティング接着剤の紹介に焦点を当てます。

熱伝導性シリコーンフィルム： シリコーンが基本材料であり、金属酸化物の添加によって補足され、熱伝導性媒体材料の特別なプロセスを通じて合成されます。通常は柔らかくて引き裂きやすいシートで、必要に応じてさまざまなサイズに切断できます。

熱伝導性シリコーングリス： シリコーンを主原料とし、耐熱性・熱伝導性材料を添加した濃厚な粘性材料で、CPUやGPUコンポーネントの熱伝導接点として使用できます。

熱伝導性ジェル： これはペースト状の半固体材料であり、Play-Doh と同様に、よく形成され、非流動性で、低揮発性です。熱伝導性シリコーングリスに比べて粘度が高いため、放熱が必要な部分に塗布する必要がなく、隙間に直接充填することができます。

熱伝導性ポッティング接着剤: エポキシ樹脂と充填された熱伝導性粉末を主材料とし、硬化剤と促進剤を添加し、非常に優れた熱伝導率、高温安定性、機械的強度を備え、熱伝導率、ポッティング、シール、固定の機能を備えています。

要約すると、これらの熱伝導性材料は熱伝達と熱放散に使用できますが、物理的特性と用途は異なります。どの熱伝導媒体を選択するかは、特定のアプリケーション要件と機器のタイプによって決まります。

適切な電子サーマル製品を選択するにはどうすればよいですか?

熱伝導性シリコーンフィルムは、携帯電話、フラットパネル電気、ラップトップなどの小型電子機器の凹凸やコネクタ間の隙間を埋めるのに適しています。安定性を確保し、安定性を維持しながら振動や衝撃にも耐えることができます。

安定性が良く、非常に高温でも性能を維持でき、流動・蒸発しにくい特性があるため、サーバーや産業用制御機器などの大型電子機器の不規則な隙間や表面間の隙間を埋めるのに適しています。 LEDライトなど

熱伝導性ゲルは粘度が高く熱伝導率が高いため、熱部品の固定や表面の凹凸の充填に適しています。この材料は高温環境下での安定性が高く、電源や車載電子機器などの高温環境下での電子機器の放熱に適しています。

熱伝導性ポッティング接着剤は、放熱性能と機械的保護性能を向上させるために、電子部品のポッティングに一般的に使用されます。高い熱伝導性、耐熱性、密閉性、機械的強度を備えており、電子部品を環境要因から保護することができ、電源、バッテリー、トランス、インダクターなどのポッティング用電子部品に適しています。

したがって、熱伝導性材料をどのように選択するかは、実際のアプリケーション要件、放熱能力、材料の特性、およびその他の総合的な要素に基づいて総合的に検討する必要があります。