ハイエンドのIntel 9thシリーズCPU向けのはんだ付けされたサーマルソリューションの復活により、サーマルシリコングリース (シリコーンゲルではない!) がPC愛好家の間で再び注目を集めています。 今日、サーマルシリコーングリースに関する重要な知識に焦点を当てましょう。
CPU、GPU、またはそれらと接触しているヒートシンクの表面であるかどうかにかかわらず、それらは私たちが想像するほど滑らかで、平らで、純粋ではないことを私たちは知っています。 ヒートシンクとチップの表面が接触すると、それらは不均一になり、多くの溝や隙間が空気で満たされます。 空気の熱伝導率が低いため、耐熱性を下げるには別の物質が必要です。そうしないと、ヒートシンクの性能が大幅に低下し、効果的に熱を放散できない可能性があります。
接触面間のこれらのギャップに対処するために、熱界面材料が作用する。 それらの役割は、2つの接触面の間のさまざまなギャップを埋め、熱源とヒートシンクの間の接触面積を増やすことです。熱シリコーングリース最も一般的な熱界面材料の1つです。
ヒートシンクとCPU/GPUチップの間の中間層として、ヒートシンクに効果的に伝達するには、熱がサーマルシリコーングリースを通過する必要があります。 したがって、シリコーングリースの品質は、熱管理システム全体に重大な影響を与えます。 熱狂者のヒートシンクの執拗な追求にもかかわらず、多くの人がサーマルシリコーングリースを十分に理解していません。
サーマルシリコーングリース製品に関する国際的および国内の文献では、サーマルペーストまたはサーマルコンパウンドと呼ばれることもあります。 英語では、サーマルシリコーングリースは、サーマルグリース、サーマルコンパウンド、またはサーマルペーストなど、さまざまな方法で参照できます。 便宜上、一般的な用語として「サーマルシリコーングリース」を使用します。特定の製品を指す場合は「シリコーングリース」と略されることもあります。
厳密に言えば、熱シリコーングリースはシリコーングリースの1つのタイプにすぎません。 絶縁性シリコーングリース、潤滑性シリコーングリース、光学的に透明なシリコーングリースなどの他のタイプがあります。業界のMSGと呼ばれることが多いシリコーングリースは、電気絶縁、潤滑、カビの放出、錆防止、防食、耐水性、耐衝撃性などに幅広い用途があります。
シリコーングリースは、主に主鎖にケイ素原子を有する高分子化合物 (有機ケイ素化合物) で構成されるシリコーン油の二次加工の生成物である。 主な有機シリコン高ポリマーはポリジメチルシロキサンです。 ポリジメチルシロキサンは、結合を伴う多くのモノマーの重合によって形成される高分子化合物であり、通常はシロキサンを使用します。 その構造的特徴には、シリコン原子と酸素原子が交互になっている基本的な骨格が含まれ、各シリコン原子は有機基に接続されています。 ポリジメチルシロキサンのケイ素-酸素結合は安定性が高く、有機基にはメチル、より長いアルキル、フルオロアルキル、フェニル、ビニル、および他のいくつかの基が含まれます。
シリコーングリースはシリコーンオイルと同様の特性を共有し、優れた耐熱性、電気絶縁性、耐候性、撥水性、生理学的慣性、および低い表面張力を誇っています。 それはまた、粘度-温度係数が低く、圧縮強度が高くなっています。 その卓越した熱安定性と酸化安定性により、空気との長時間の接触では150 °Cでも劣化に耐え、200 °Cで酸素と塩素と接触すると酸化が遅くなります。 一般に、-50〜150 °Cの温度範囲で動作し、腐食作用を伴わずにさまざまな基板上で良好な潤滑特性を示します。
これらの特性により、シリコーングリースは熱界面材料に最適な選択となります。 その低い表面張力はそれがチップとヒートシンクの表面の隙間にうまく広がることを可能にします。 その熱安定性は高温での通常の動作を保証し、電気絶縁は他の電子部品の安全性を保証します。 その熱伝導率を高めるために、金属酸化物などの機能性フィラーが追加され、熱シリコーングリースが生成されます。
シリコーングリースは自然に白ですが、さまざまなフィラーを追加すると、一般的なグレーやゴールデンイエローなどのさまざまな色が得られます。 シリコーングリースの品質はその性能に寄与しますが、主な決定要因は追加されたフィラーの違いです。 ナノシリコーングリースやダイヤモンドシリコーングリースのような用語は、これらの追加されたフィラーに由来します。
の違いに注意することが不可欠ですシリコーングリースそしてシリコーンのゲル。 豊胸のような産業で使用されるシリコーンゲルは、熱シリコーングリースとは直接関係がありません。
化学物質として、熱シリコーングリースは、その特性を反映するいくつかの性能パラメータを有する。 これらのパラメータを理解することは、サーマルシリコーングリース製品の性能を評価するのに役立ちます。
1.熱伝導性:
熱伝導率はW/m・K (またはW/m・ °C) で測定され、温度差が1ケルビン (K = °C 273.15) の場合の熱伝導力を表します。1平方メートルの断面積を持つ柱の軸に沿って1メートルの距離に存在します。 値が高いほど、熱伝達が速く、熱伝導率が向上します。 さまざまな材料の熱伝導率は大きく異なります。 金属の熱伝導率が最も高く、次に非金属と液体が続き、ガスの熱伝導率が最も低くなります。 熱伝導率が0.055重量/容積・K以下の材料は非常に効率的な絶縁材料と見なされ、500重量/容積・K以上の材料は非常に効率的な導電性材料と見なされます。 一般的なサーマルシリコーングリース製品の熱伝導率は一般に1重量/容積以上であり、優れた製品は6重量/容積以上 (空気の200倍以上) に達します。 ただし、銅やアルミニウムなどの金属と比較すると、熱シリコーングリースの熱伝導率は約1/100にすぎません。
2.熱伝導率:
熱コンダクタンスとは、安定した熱伝達条件下で1 °C (または1 K) の流体温度差で1時間に1平方メートルの領域を通過する熱の量を指します。 W/m ² ・K (またはW/m ² ・ °C) で測定されます。 熱コンダクタンスと熱伝導率は明確な概念であることに注意することが重要です。
3.熱抵抗:
熱抵抗は、オブジェクトが熱伝導をどれほど効果的に妨げるかを示します。 °C/Wで測定され、連続的な熱伝達出力が1Wの場合の熱伝導経路の端の温度差を表します。 同じ環境温度と火力の下では、熱抵抗が低いと加熱対象物の温度が低くなるため、熱抵抗が低くなります。 熱抵抗の大きさは、熱シリコーングリースに使用される材料に大きく依存する。
4.粘度:
粘度は、流体内の流れに対する内部抵抗を測定する。 動的粘度はポイズまたはPa・sで表されます。 サーマルシリコーングリースの場合、約2500ポイズの粘度が良好な広がりを提供し、チップの周りに簡単に広がることができます & #39; Sは特定の粘度を維持しながら特定の圧力下で表面化し、圧縮中に余分なグリースが流れるのを防ぎます。 しかし、この性能パラメータを提供する熱シリコーングリース製品はほとんどありません。
5.操作温度範囲:
シリコーングリース自体の特性により、その動作温度範囲は広い。 動作温度は、熱シリコーングリースが固体または液体状態にあることを保証する重要なパラメータです。 過度に高い温度では、シリコーングリースの流体量。
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