液状熱伝導材料選定ガイド
液状熱伝導材料の選定では、隙間、粘度、流動性、熱伝導率、熱抵抗、硬化方法、可使時間、施工工程を併せて検討する必要があります。
隙間と充填範囲を確認
液状材料は不規則な表面や複雑な隙間を充填できますが、隙間の大きさ、深さ、公差、塗布位置を確認する必要があります。
- 最小・最大の隙間
- 充填する深さと面積
- 部品の高さの差
- 狭い部分や複雑な構造の有無
- 塗布後の圧縮厚さ
塗布量を増やせば安心とは限りません。材料が多すぎると、はみ出しや周辺部品の汚染が生じ、材料費も増加します。
粘度と流動性を選ぶ
粘度は、塗布速度、形状保持性、垂直面への施工性、微小な隙間への充填性に影響します。
- 塗布設備とニードルの寸法
- 水平面または垂直面への施工
- 必要な流動性とセルフレベリング性
- 塗布形状を保持する必要性
- 生産タクト
低粘度材料は流れやすい一方、はみ出す可能性があります。高粘度材料は形状を保ちやすいものの、塗布圧力が高くなり、設備への負荷が増える場合があります。
一液型または二液型を選ぶ
製品には、一液型パテ、二液型ギャップフィラー、固定用接着剤、ポッティング材などがあり、工程と設備の要件が大きく異なります。
- 混合設備の必要性
- 混合比と精度
- 硬化の必要性
- 可使時間
- 生産ラインの自動化レベル
二液型材料は、混合比が不正確または混合が不均一だと、硬化、熱伝導性能、信頼性に影響する可能性があります。完成後の仕様だけでなく、工程管理も確認してください。
熱伝導率と圧縮後の熱抵抗を評価
液状材料は表面への密着性を改善できますが、実際の熱性能は熱抵抗、圧縮後の厚さ、接触状態に左右されます。
- 材料の熱伝導率
- 圧縮後の厚さ
- 接触面積
- 長期使用後の熱抵抗変化
隙間を完全に満たしても、熱抵抗が必ず低くなるとは限りません。厚すぎる、気泡が残る、十分に圧縮されていない場合は、熱伝導性能が低下する可能性があります。
設備と工程能力を評価
液状材料には、塗布、混合、コーティング、圧着、硬化設備が必要になる場合があります。選定時は実際の製造工程を考慮してください。
- 手動または自動塗布
- ディスペンスバルブとニードルの仕様
- 混合設備
- 吐出速度と繰り返し精度
- 清掃と材料交換に必要な時間
- 生産タクト
材料仕様が優れていても、既存設備と適合しなければ、量産時に糸引き、吐出切れ、詰まり、塗布量のばらつきが発生する可能性があります。
硬化条件と可使時間を確認
硬化が必要な材料では、硬化温度、硬化時間、可使時間、組立後の待機条件を確認してください。
- 室温硬化または加熱硬化
- 硬化時間
- 可使時間
- 初期固定時間
- 生産ラインでの待機時間
- 硬化後の硬さと収縮
可使時間が短すぎると、組立作業が間に合わない可能性があります。長すぎると生産タクトが遅くなり、工程の滞留につながります。
電気的・構造的機能を確認
液状材料には熱伝導だけでなく、固定、ポッティング、緩衝、電気絶縁、封止機能が求められる場合があります。
- 電気絶縁
- 固定・接着性能
- 緩衝・応力吸収
- 防湿・封止
- 硬化後の硬さ
- 保守性
固定用接着剤、ギャップフィラー、ポッティング材はいずれも液状熱伝導材料ですが、機能が異なります。熱伝導率だけを基準に相互に置き換えないでください。
使用環境と特殊要件を評価
温度、冷却液、真空環境、重量制限、材料適合性に応じて配合を選定してください。
- 高温・熱サイクル
- 冷却液との適合性
- ノンシリコン・低アウトガス要件
- 軽量化要件
- 接触材料との適合性
- 長期信頼性
ノンシリコン、低アウトガス、軽量化、液浸冷却への適合性は、それぞれ異なる特性です。各要件を個別に確認してください。
簡易選定表
| 主な要件 | 推奨シリーズ |
|---|---|
| 大きい・不規則な隙間 | 熱伝導パテ／ギャップフィラー |
| 極薄の界面、接触熱抵抗の低減 | 熱伝導グリス |
| チップの固定と熱伝導 | ダイアタッチ接着剤 |
| 封止、絶縁、保護 | ポッティング材 |
| 硬化と構造強度 | 二液型材料 |
| 混合不要で簡単に施工 | 一液型材料 |
用途に合う液状熱伝導材料を選ぶ
熱伝導グリスは、流動性とレベリング性に優れた熱伝導材料です。ヒートシンクと発熱部品の間にある微細な隙間を埋め、凹凸のある接触面に残る空気による熱抵抗を低減し、熱伝達効率を高めます。
高熱伝導性
高熱伝導性 — 界面熱抵抗を低減し、熱伝導効率を高めます。
微細な隙間を充填
表面の微小な凹凸を埋め、接触面積を増やします。
電気絶縁性
電気的に絶縁し、短絡リスクを低減します。
長期安定性
耐熱性と耐老化性により、性能を長期間維持します。
使いやすい
塗布しやすく、さまざまな放熱用途に対応します。
表面を清掃
ほこり、油分、異物を除去します。
適量を塗布
発熱部品に適量の熱伝導グリスを塗布します。
均一に塗布
接触面を完全に満たし、空気が残らないようにします。
組み付けて位置決め
ヒートシンクまたは筐体を配置して固定します。
固定して確認
締結後、機能と放熱性能を確認します。
電源モジュール
CPU / GPU
LED照明
車載電子機器
通信機器
産業用制御機器
熱伝導ゲルは、柔軟性と追従性に優れ、チップ、ヒートシンク、発熱部品間の微小な隙間を埋める熱伝導性界面材料です。接触熱抵抗を低減し、リワーク性にも優れているため、自動塗布工程や大量生産ラインに適しています。
低い熱抵抗
接触熱抵抗が低く、効率よく放熱します。
柔軟で高い追従性
凹凸のある表面を充填します。
自動化に対応
自動塗布工程に適しています。
リワーク可能
取り外しや保守を行いやすい設計です。
長期安定性
乾燥やひび割れが起こりにくい材料です。
表面を清掃
ほこり、油分、異物を除去します。
精密塗布
発熱部品に材料を塗布します。
均一に塗布
接触面を完全に満たし、空気が残らないようにします。
組み付けて位置決め
ヒートシンクまたは筐体を配置して固定します。
固定して確認
締結後、機能と放熱性能を確認します。
AIサーバー
通信機器
車載電子機器
産業用コンピューター
電源モジュール
民生用電子機器
熱伝導ポッティング材は、流動性と保護性能を備え、電子部品や回路モジュール全体を封止する材料です。効率よく熱を伝えながら、防水、防塵、防湿、耐振動・耐衝撃性を提供し、過酷な環境や高い信頼性が求められる電子機器に適しています。
放熱と保護
熱伝導と封止保護を同時に提供します。
防水・防塵
水分、湿気、ほこりから保護します。
耐振動・耐衝撃
振動による損傷リスクを低減します。
長寿命化
電子機器の耐用期間を延ばします。
完全充填
複雑な構造や空洞部の封止に適しています。
材料を混合
A剤とB剤を指定比率で配合し、十分に均一になるまで混合します。
注入・充填
対象箇所へ注入し、電子部品を完全に包み込みます。
脱泡・平坦化
工程中の気泡を除去し、内部にボイドが残らないようにします。
硬化
製品仕様に従い、室温または加熱により硬化させます。
封止完了
硬化後に強固な保護層を形成し、熱伝導と長期保護を提供します。
LEDドライバー
電源モジュール
車載コントローラー
屋外通信機器
エネルギー貯蔵システム
産業用センサー
液状熱伝導ギャップフィラーは、発熱部品とヒートシンク間の大きな隙間を埋める材料です。熱を効率よく伝えながら組立公差を吸収し、高さの差が大きい電子モジュールや高出力機器に適しています。
安定した熱伝導
信頼性の高い熱経路を形成します。
高い圧縮性
組立公差を吸収します。
大きな隙間を充填
部品とヒートシンクの高さの差に対応します。
圧力損傷を低減
部品への圧力による損傷リスクを抑えます。
量産に対応
自動塗布工程に対応します。
表面を清掃
ほこり、油分、異物を除去します。
精密塗布
発熱部品に材料を塗布します。
隙間を充填
接触面を完全に満たし、空気が残らないようにします。
組み付けて位置決め
ヒートシンクまたは筐体を配置して固定します。
パワーモジュール
電池モジュール
GPUグラフィックスカード
5G基地局
産業用制御機器
AI演算サーバー
熱伝導ダイアタッチ接着剤は、高い接着強度を備え、チップを基板、リードフレーム、パッケージ基材へ正確に固定する材料です。効率的な熱経路を形成してチップの放熱を促進し、先端半導体パッケージや高出力部品の製造に広く使用されます。
優れた放熱性
チップの熱をすばやく逃がします。
高い接着強度
チップと基板を強固に固定します。
パッケージ信頼性
製品の長期安定性を高めます。
熱サイクル耐性
厳しい使用環境に対応します。
精密工程
半導体の量産要件に対応します。
基板を清掃
チップと基板表面の微粒子や異物を除去します。
精密塗布
指定位置へ正確かつ定量的に塗布します。
チップを実装
チップを配置して位置を調整し、接着面を均一に接触させます。
硬化
標準工程条件に従い、室温または加熱により硬化させます。
パッケージを検査
接着強度と全体の放熱性能を確認します。
LEDパッケージ
パワー半導体
液浸冷却機器
車載チップ
光電子部品パッケージ
高出力レーザーモジュール
特性の紹介
非シリコーン系
シロキサン揮発と接点汚染のリスクを低減
材料のアウトガス、凝縮性物質、水蒸気の再吸収などを評価し、真空または密閉環境にあるレンズ、センサー、精密部品の汚染リスクを低減します。
低アウトガス
真空・高清浄度用途に対応
安定した配合によって油分の移行や揮発物の発生を抑え、周辺部品の汚染を減らし、機器の長期稼働における信頼性を高めます。
ノンサグ性
形状と塗布位置を安定して維持
優れた形状保持性により、垂直面、側壁、不規則な位置へ塗布しても流れ落ちにくく、塗布範囲と厚さを安定して維持します。
電気絶縁
熱伝導と電気絶縁を両立
高い体積抵抗率と絶縁破壊電圧により、部品と金属製ヒートシンクの間を電気的に絶縁します。パワーデバイスや高電圧電子モジュールに適しています。
電波吸収
熱と電磁干渉に同時に対応
シート状の材料に熱伝導性と電磁波吸収性能を組み合わせ、さまざまな周波数帯の信号干渉やホットスポットの低減に役立ちます。ミリ波、テラヘルツ、レーダー、通信機器に適しています。
高い隙間充填性
高低差や複雑な微小隙間を充填
部品表面の高低差や微細な凹凸に追従して複雑な隙間を充填し、有効接触面積を増やして界面熱抵抗をさらに低減します。
液状熱伝導材料選定のよくあるご質問
液状ギャップフィラーと熱伝導シートの違いは何ですか？
液状材料は、不規則な表面、複雑な構造、大きな公差を充填でき、自動塗布に適しています。熱伝導シートは厚さと形状を管理しやすく、清潔に取り付けられ、貼り付けや交換も迅速に行えます。
一液型と二液型材料の違いは何ですか？
一液型製品は一般にそのまま塗布でき、工程が比較的簡単です。二液型製品は所定の比率で混合する必要があり、硬化、固定、ポッティング機能を備える場合がありますが、設備と工程管理への要求が高くなります。
液状材料は低粘度ほどよいですか？
必ずしもそうではありません。低粘度は流動しやすく微小な隙間を埋めやすい一方、はみ出す可能性があります。高粘度は形状を保持しやすく、垂直面や部分的な塗布に適しています。
塗布量はどのように設定しますか？
接触面積、隙間、圧縮後の厚さ、許容できるはみ出し量に応じて設定し、サンプル試作で確認してください。量が少なすぎると空隙が生じ、多すぎると周辺部品を汚染する可能性があります。
液状熱伝導材料は硬化が必要ですか？
必ずしも必要ではありません。一部のパテやギャップフィラーは硬化せずに使用できます。固定用接着剤、ポッティング材、特定の二液型材料は、室温または加熱による硬化が必要な場合があります。