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放熱用シリコーンの選定方法

放熱用シリコーンの選定方法


放熱用シリコーンのメリットとは?

発熱体は、平滑に見えても微細な凹凸が存在します。しかし、シリコーン製の放熱材料を使用することで、発熱部位と冷却システムの接合界面に存在する断熱層(空気)を埋め、効率的な熱伝導が可能になります。これにより長期に渡り、機器の信頼性を向上させることができます。

電子基板

また、世の中には製品単体での熱伝導性の高い製品はありますが、基板等に実装した場合、熱抵抗を低減できず、カタログ上の熱伝導率を発揮できていないものがあります。また発熱・冷却を繰り返すことにより、当初は性能を発揮できていても、長期間の使用で初期形状を保持できないものは、放熱材料としては不適であるとも言えます。

優れた放熱材料とは、耐熱性、耐寒性、耐候性などにおいて十分な信頼性を持ち、使用者の求める必要最低限の特性を満たし熱伝導性が良く、熱抵抗の小さな材料のことです。発熱体から出た熱を上手に逃がすことで、機器の長期信頼性に寄与し、熱暴走や性能ダウンを最小限に抑えてあげることが重要です。

各種電子機器のトレンドは小型で軽量化。それに伴い発熱量は増加していく中、用途に応じ、最適な放熱材料を選択する必要があります。以下、使用目的に応じた放熱用シリコーンの選定方法をご説明します。

放熱用シリコーンの種類

①絶縁放熱シリコーンゴムシート


  • シートを挟むだけで、絶縁性の確保が容易
  • 作業性・安全性・電気絶縁性に優れる
  • シート・チューブ・キャップ形状の製品がある
  • 各種トランジスタの形状に合わせたラインナップ
  • 実装する基板サイズにカットして納入可能

②低硬度放熱シリコーンゴムパッド


  • 凹凸のある発熱素子の放熱ができる
  • 基板全体に一括で貼り付けることが可能
  • 外部冷却用ヒートシンクへの距離や隙間埋め
  • ゴム弾性があり、応力の緩和・振動吸収にも使用可能
  • 密着性があり押しつぶして使用すると、熱抵抗を低減
  • 実装時の仮固定に使用できる粘着性
  • リワーク性に優れる
  • 実装する基板サイズにカットして納入可能
「シリコーンゴムシート・パッド」ページはこちら 「放熱用シリコーンの加工方法」ページはこちら
低硬度放熱シリコーンゴムパッドの密着性
やわらかく良く密着します

③放熱グリース(オイルコンパウンド)


  • 薄膜塗布が求められる部位の放熱
  • 微細な凹凸にも使用可能
  • 耐ポンプアウト性能・耐ズレ性能を有する製品もある
  • リワーク可能
「グリース・オイルコンパウンド」ページはこちら
放熱グリースの塗布イメージ
グリース塗布イメージ

④液状シリコーンゴム(縮合タイプ)


  • 湿気と反応して硬化するため加熱炉不要
  • 硬化後はゴム弾性を保持した熱伝導特性を有する
  • 電子部品の固定に有用
  • 凹凸のある局面にも接着可能
液状シリコーンゴム(縮合タイプ)の性状
性状
液状シリコーンゴム(縮合タイプ)の部品固定
部品の固定にも有用

⑤液状シリコーンゴム(付加タイプ)


  • 加熱による短時間硬化
  • ポッティングや部品固定が可能
  • 凹凸のある部位に適している
「液状シリコーンゴム」ページはこちら
液状シリコーンゴム(付加タイプ)ポッティング用ゲル
ポッティング用ゲル
液状シリコーンゴム(付加タイプ)ポッティング用 2液型RTVゴム
ポッティング用 2液型RTVゴム

⑥その他の放熱用シリコーン製品


放熱ギャップフィラーSDPシリーズ・縮合硬化型オイルコンパウンドG-1000

  • 硬化後は接着しない
  • 厚塗りが可能でリワーク性に優れる
  • 耐ズレやポンプアウト特性、割れ性に優れ機器の応力緩和にメリットあり
  • 発熱体と冷却装置の段差を埋められる
放熱ギャップフィラーSDPシリーズ硬化前
硬化前
放熱ギャップフィラーSDPシリーズ硬化後
硬化後
縮合硬化型オイルコンパウンドG-1000
縮合硬化型オイルコンパウンドG-1000
放熱ギャップフィラーSDPシリーズ硬化前・硬化後

放熱用シリコーンの主な用途例

品種主な用途例
放熱シート電源用パワートランジスタ、パワーモジュールの放熱絶縁
温度感知部の絶縁および伝熱媒体
低硬度放熱シートCPU、LSI 等の半導体デバイスの放熱絶縁
フェイズチェンジマテリアルCPUとヒートシンクとの伝熱媒体
放熱グリース電源用パワートランジスタ、パワーモジュールの放熱
CPU、LSI 等の半導体デバイスの放熱
サーミスタ、熱電対等の測定箇所との密着
放熱ゲル、接着剤CPUとヒートスプレッダー間の放熱
電子部品の放熱固定
ヒートシンク、ヒートパイプの接着固定

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