最終更新日:
2024-11-03 17:16:23.0
サーマルパッドの正しい熱伝導率を測定していますか？
サーマルパッドとはサーマルインターフェースマテリアルの一種で、CPUやパワーデバイスの放熱に使用されます。
柔軟性があり熱伝導率が比較的高いため、ヒートシンクとデバイスの起伏を埋めることで接触熱抵抗を低減する効果があります。
皆さんは、サーマルパッドの熱伝導率を正確に把握しているでしょうか？
サーマルパッドは弾力性がありますので、圧力によって密着状態が変化します。つまり、圧力によって実効的な熱伝導率が変化します。
また、熱伝導率には温度依存性があり、温度が上昇するほど熱伝導率も低下する材料が多いのです。
今回は、市販されている1.5W/mK仕様のサーマルパッドを測定しました。
また、サーマルパッドの内でソフトタイプと呼ばれる柔らかいタイプです。
測定装置は当社の定常法熱伝導率測定装置SS-H40です。
基本情報
測定したサーマルパッドの仕様
サイズ:40mm x 40mm x 5 mm
熱伝導率: 1.5 W/m・K
耐熱温度: 50～200（℃）
まずは、圧力を変えて試料を測定しました。
測定条件
試料温度：30℃
圧力：200N,400N,600N,800N
図２ 荷重と熱伝導率
荷重が増加するに従い熱伝導率が上昇し600Nでほぼ一定となりました。
荷重が不十分な場合、十分に材料とサーマルパッドが密着せず接触熱抵抗が大きくなり、
熱伝導率が低くなりますが、荷重が十分になると密着して接触熱抵抗が小さくなり、
熱伝導率が高くなります。
次に、温度を変えて試料を測定しました。
測定条件
試料温度：30℃、40℃、50℃
圧力：600N
図３ 試料温度と熱伝導率
試料温度上げるにしたがって熱伝導率は低下しました。
試料温度30℃と40℃で熱伝導率は3.3%低下したが、40℃と50℃では0.5%の低下でした。
すべての材料は多かれ少なかれ温度が変化すると熱伝導率も変化しますので、その影響を把握することは重要です。
| 価格情報 | 依頼測定の詳しい価格表は下記のURLからご覧ください。 https://hrd-thermal.jp/measurement/value/ |
|---|---|
| 価格帯 | 10万円 ~ 50万円 |
| 納期 |
~ 1ヶ月 ※ 通常サンプルお預かりから2週間程度で報告いたします。 |
| 型番・ブランド名 | 定常法熱伝導率測定SS-H40による依頼測定 |
| 用途／実績例 | パワーデバイス、CPU、AIチップ、リチウムイオン電池、等の熱設計シミュレーション用データ取得。 サーマルパッド等各種TIM（サーマルインターフェースマテリアル）の熱伝導率測定。 |
詳細情報
図１ サーマルパッド
図２ 荷重と熱伝導率：柔らかい試料は荷重を変えると密着性が変わるため実効的な熱伝導率が変化します。
図３ 試料温度と熱伝導率：各種の材料は温度が変わると熱伝導率が変化します。実際に使う温度で熱伝導率を測定しましょう。
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