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熱伝導材料の重要性について (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

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No.1762 2023. 8. 22
◇「熱伝導材料の重要性について」
 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)


◇マルツの技術情報
 ブリッジ回路入力増幅回路の製作 【LP12:センシング回路編】
  熱伝導材料の重要性について
(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
 
   
   「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

 今回は、電子機器や電子部品が発生させる熱による故障などから保護するために不可欠な熱伝導材料について解説した記事をご紹介します。

熱伝導材料の重要性について

 電子機器の内部では、様々な電子部品が熱を発生させているので、放熱を行う熱管理が非常に重要です。そのためには、一般的に冷却ファンやヒートシンク、ペルチェ素子などが使用されています。

 熱伝導率は材料が熱を伝える能力を示す指標であり、部品の大きさには依存しません。熱伝導率は、W/m℃やW/m*Kのように電力÷面積×温度という単位で表されます。例えば、25℃における空気の熱伝導率は0.026W/m*Kです。

 また、熱抵抗は1Wの電力が消費されると接合部が何℃高くなるかを示す指標であり、℃/Wという単位で表されます。例えば、4Wの電力を消費する接合部の熱抵抗が10℃/Wの場合、周囲温度に対して40℃近く温度が上昇します。

 放熱を目的にICなどにヒートシンクを接続する際、放熱部分の表面は見た目は平らですがミクロで見るとその表面は不均一であり、微小な空隙が存在します。そのため両者を密着させても、ICとヒートシンクの間にはわずかですが空気が入ります。空気は熱伝導率が小さいため、ICの熱が十分にヒートシンクに伝わりにくくなります。

 そこで熱伝導材料(TIM:Thermal Interface Material)を挟むことでしっかりと密着させることができ、熱伝導率を高めることができます。ゲルやグリースなどの熱伝導ペーストは、熱伝導率が高く、大きな隙間を埋めることができます。これに対して熱伝導パッドは、シリコーンやノンシリコーンエラストマーなどでできた固体のTIMで、粘着性があり、電気的に絶縁できるという特徴があります。

 【アプリケーションラボ】の解説記事では、放熱の重要性について説明した後、熱伝導率や熱抵抗の定義、熱伝導材料の種類と特長などについて解説しています。


SFシリーズ熱伝導パッド
 
 CUI DevicesのSFシリーズ熱伝導パッドは、電気的に絶縁が可能で、1.5W/m*Kの熱伝導率と0.5mmの薄さを実現しています。エアギャップを埋めて、熱源からペルチェ素子やヒートシンク、その他の表面に熱を伝導する信頼性の高い補助手段になります。

 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。

熱伝導パッド(15mm×15mm)
【SF100-151505】 単価:¥1,859 (税込)

熱伝導パッド(20mm×20mm)
【SF100-202005】 単価:¥1,545 (税込)

熱伝導パッド(30mm×30mm)
【SF100-303005】 単価:¥1,810 (税込)

 
 
【マルツの技術情報】
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ブリッジ回路入力増幅回路の製作 【LP12:センシング回路編】

熱電対ブリッジ回路入力から、必要な電圧レベルまで出力します。 最適な差動増幅回路を実現するキーデバイス選定も含め、ゼロ点 調整回路も付加し、小型回路基板で実現させています。

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