技術常見問題

CPUとGPUにサーマルペーストを正しく塗布する方法とは?

サーマルインターフェイス材料 (Thermal Interface Materials) は、熱伝導材料、熱界面材料、界面熱伝導材料とも呼ばれ、ICパッケージや電子機器の放熱によく使われる材料で、主に二つの材料を接合または接触させたときに生じる表面の微細な空洞や凹凸穴を埋め、熱伝達のインピーダンスを下げて放熱を改善するために使用されます。
現代の電子技術の急速な発展に伴い、電子部品の集積度や組立の密度性が向上、強力な機能を提供すると同時に、その動作消費電力や発熱量の急激な増大を招いています。高温は電子部品の安定性、信頼性、寿命に悪影響を与えます。例えば、高温は半導体の接合部を危険にさらし、回路界面を損傷し、導体の抵抗を増加させ、機械的ストレスによる損傷を引き起こすします。 そのため、加熱された電子部品から発生する熱を適時に確実に排出することがマイクロエレクトロニクスシステムの組み立てにおいて重要となってきており、集積度や組み立て密度が高い携帯電子製品(ノートパソコンなど)においては、放熱が製品全体の技術的ボトルネックにさえなっています。 マイクロエレクトロニクスの分野では、様々な電子機器に使用される安全な放熱方法、デバイス、材料を専門に扱う「サーマルマネジメント」という新たな学問分野が生まれつつある。
サーマルインターフェイス材料 (Thermal Interface Materials,TIM) は、熱管理において重要な役割を担っており、この分野の研究においては重要な一課題です。
使用原理について:
マイクロエレクトロニクス材料とヒートシンクの表面には、非常に小さな凹凸があり、両者を直接貼り合わせた場合、両者の実際の接触面積はヒートシンクの底面積の10%程度で、残りはエアギャップとなる。 空気の伝導率は0.026W/m.Kと低いため、熱伝導が悪く、電子部品とヒートシンクの間の熱抵抗が非常に大きくなり、熱伝導が大きく阻害され、最終的にヒートシンクの性能が悪くなってしまうのです。この隙間を埋めるために熱伝導性の高いサーマルインターフェイス材を使用し、空気を抜いて電子部品とヒートシンクの間に効果的な熱伝達経路を作ることで、接触熱抵抗を大幅に低減し、ヒートシンクを十分に活用することが可能になります。
マイクロエレクトロニクス製品の安全な放熱性への要求が高まる中、熱インターフェース材料は常に進化を続けています。 サーマルグリースは初期の熱界面材の一つであり、かつては広く使用されていました。しかし、操作や使用の難しさや長期間の使用によるデメリットから、徐々に他の新しい熱インターフェース材料に取って代わられ、現在では以下の3つが主となっています。(1) アンビル硬化型熱接着剤、(2) 相変化材料、(3) 熱伝導性エラストマー材料
理想的な熱インターフェース材料は、以下の要素を持っていることが望ましいとされています。(1)熱伝導率が高いこと、(2)低い設置圧力条件で接触面の隙間を最適に埋めることができ、熱インターフェース材料と接触面間の熱抵抗が最小になるように柔軟性が高いこと、(3)絶縁性があること、(4)設置や取り外しが容易なこと、(5)小さな隙間から大きな隙間まで充填できるため適用性が高いこと
熱伝導材料の応用
-熱伝導性の高い界面材料がないと、接触面に熱がゆっくり流れるため、熱伝導率が悪くなります。
-熱伝導性の高い界面材を使用することで、接触面同士を接合し、熱が均一に流れるため、熱伝導性が良くなります。

熱伝導
熱の移動には3タイプがあります。
1. 熱伝導
2. .熱対流
3. .熱放射
熱伝導材料が使用可能な製品:
熱インターフェース材料は、一般的に熱接着剤、熱封止材、熱ペースト、熱テープなどの形態で使用されます。 さまざまな形状の特性を持ち、幅広い電子製品、カーエレクトロニクス、テレコミュニケーション、家電、照明、軍事、医療、電源、無線伝送、パソコン、LED、液晶テレビ、コンピュータマザーボード、DRAMメモリモジュール、クーラー、車両制御モジュール、ノートパソコンなどで応用することができます。 T-Globalの製品は、あらゆる熱管理問題に対し、コストパフォーマンスの素晴らしいそしてユーザー様に優しいソリューションをご提供します。

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