サーマルジェルとその応用

電子機器の継続的なアップグレードに伴い、機器のあらゆる側面に対する性能要件がますます高くなっています。しかし、高性能デバイスは動作中により多くの熱を発生するため、電子デバイスが高速に動作するためには温度をどのように制御するかが重要です。

従来のサーマルギャップ材料が取り付けて設置できない場合、電子機器では信頼性の高い加熱デバイス用の熱管理材料であるサーマルジェルが広く使用されています。

サーマルジェルとは何ですか？

サーマルゲルは、シリコーン樹脂を基材として、一定の構成比率に従って熱伝導性フィラーと結合材を追加し、特殊技術のペーストギャップフィラー材料によって処理され、1：1（質量比）に従って混合および硬化され、構造の形状に合わせて高性能エラストマーに硬化され、最高の構造適用性と構造表面コーティング特性を備えています。この材料は、サーマル シムとサーマル グリースのいくつかの利点を同時に備えており、両者の弱点をよりよく補っており、スペースが限られた熱伝導のニーズに特に適しています。

サーマルジェルの利点:

1. 熱伝導性に優れています。サーマルジェルはサーマルガスケットよりも柔らかく、表面親和性に優れ、0.1mmという非常に薄い厚さに圧縮できるため、熱伝導効果が大幅に向上します。このとき、熱抵抗は0.08℃・in2/W～0.3℃・in2/Wで、シリコーングリースの性能の一部を実現できます。これは、電子製品に高い保証係数を提供するだけでなく、使用中の電子製品（特に高い放熱を必要とする製品）の安定性を保証し、製品のサービス性能と寿命を向上させます。

2. 優れた電気性能、耐老化性、耐寒・熱交互性能（-40〜200℃で長時間動作可能）、電気絶縁性能、耐衝撃性、振動吸収性、安定性が高く、使用中の電子製品の安全率を高めます。

3. さまざまな用途に対応します。厚さの影響を受けず、機器の組み立てプロセスでの適応性が高く、関連するデバイスや構造部品の寸法公差の影響にも対応します。低圧または無圧力下で加熱面と冷却面の間に良好な接触を提供できます。;

4. 成形が簡単、厚さ制御可能。高熱ゲル製品は冷蔵不要、室温保管、使いやすい。

5. 無色透明（特殊な用途を除く）のため、あらゆる色に使用可能;

6. 連続運転の利点。サーマルジェルは操作が簡単で、手動または機械的なサイジングが可能です。一般的な連続使用方法は機械式ディスペンスであり、定点定量制御を実現し、あらゆる作業環境や作業条件に対応し、省力化と生産効率の向上を実現します。

サーマルジェルの選び方は？

サーマルジェルには一液型と二液型の違いがあり、両者の最大の違いは、一液型サーマルジェルはサーマルシリコーングリースに似ており、二液型サーマルジェルはサーマルシリコーンシートに似ていることです。通常の状況下では、一液型サーマルジェルは硬化せず、湿潤状態が維持され、高い油収量が維持されます。 （注：現在、特殊な用途もあり、単一成分の硬化も可能です）。 2 成分のサーマル ジェルは硬化してエラストマーに固化します。エラストマーはある程度の凝集性があり、油収量が低くなります。二人はそれぞれの特性に応じて、適切なアプリケーションを選択します。

サーマルジェルの使用方法:

手動熱転写接着剤を使用する場合は、マウスカバーのネジを外し、ネジ付きミキシングヘッドを接続し、AB グルーガンのバヨネットにホースを貼り付け、接着剤を勢いよく塗布する必要があります。 AB接着剤はグルーガンからミキシングヘッドに押し出され、スレッドのガイドの下で均一な混合が完了し、最終的に熱伝導接着剤は放熱構造の設計に従って加熱位置まで均一に混合されます。ディスペンスタイプのサーマルジェルは、ディスペンス機の指示に従って直接操作できます。

熱伝導率が異なると、サーマルジェルの硬化時間はメーカーによって異なり、硬化温度は硬化時間に影響します。対応する説明書を厳密に参照する必要があります。一般に、A と B の接着剤がミキシング ヘッドから接触すると、まずコロイドの粘度が増加し、表面が徐々に乾燥し、内部が硬化して硬度が上昇し続けます。最終的な硬度が変化しなくなった時点で、サーマル ジェルが完全に硬化してエラストマーになったことを示します。

サーマルジェルの適用:

サーマルジェルは、LEDチップ、通信機器、携帯電話CPU、メモリモジュール、IGBTなどのパワーモジュール、パワー半導体分野で広く使用されています。

1. 典型的な用途には、エンジン制御ユニット、バラスト、燃料ポンプ制御、パワーステアリングモジュールなどの自動車エレクトロニクスにおけるドライブモジュールコンポーネントとハウジング間の熱伝達が含まれます。これらは主に放熱の高い保証を果たし、製品の性能と寿命を向上させます。

2.LED電球の駆動力。 LED照明の輸出では、UL認証に合格するために、メーカーはポッティングに2液性ポッティング接着剤を使用します。 LED ランプ ビーズの現在の品質では、米国に輸出されるランプには 50,000 時間の保証が必要ですが、問題はありません。問題は電源にあり、ポッティング電源を除去した後にポッティング接着剤を使用すると、ランプ全体を廃棄して交換することしかできません。

サーマルジェルを使用して電源を局所的に充填すると、熱を効果的に排出できるため、電源に問題が発生した場合に電源を簡単に交換できるため、企業のコストを節約できます。ただし、防水ランプに必要な場合は、ゲルではなくポッティング接着剤を使用する必要があります。サーマルジェルは硬化後の粘着力が弱いため、防水・防湿はできません。

3. LED昼光管。両端の電源の設計では、ランプのサイズを大きく占有しないように、2つの電源のスペース設計は比較的小さく、1.2メートルのLED蛍光灯の電力は通常18w〜20wに設計されているため、駆動電源の熱流束が大きくなります。熱放散を促進し、ランプの寿命を延ばすために、電源の隙間、特に電源装置に取り付けられたサーマルジェルを充填することができます。一部の密閉型モジュール電源では、熱放散効果を得るためにサーマル ジェルを局所的に充填することができます。

4. チップの放熱。シリコン グリース層の中央にある同様のプロセッサーとヒートシンクも同じ原理で、その役割は、プロセッサーから放出された熱をより迅速にヒートシンクに伝達し、空気中に放出することです。

5.携帯電話プロセッサの熱放散。サーマルジェルはHuawei携帯電話のプロセッサに使用されており、チップとシールドの間に塗布され、チップとシールド間の接触熱抵抗を低減し、チップセットの効率的な放熱を実現します。サーマルジェルは濡れ性にも優れているため、低いRc（接触抵抗）を確保して熱管理を実現でき、集積回路（IC）や中央処理装置（CPU）などの最も高温になるスマートフォン部品でもホットスポットが形成されにくく、サーマルグラファイトのみをコーティングしたものよりも放熱効果が優れています。サーマルジェルは再加工のために残留物を残さずに簡単に剥がすことができることは注目に値します。これは消費者向けデバイスにとって大きな利点であり、スマートデバイスメーカーに愛されています。