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サーマルパッドの正しい熱伝導率を測定していますか？
サーマルパッドとはサーマルインターフェースマテリアルの一種で、CPUやパワーデバイスの放熱に使用されます。 柔軟性があり熱伝導率が比較的高いため、ヒートシンクとデバイスの起伏を埋めることで接触熱抵抗を低減する効果があります。 皆さんは、サーマルパッドの熱伝導率を正確に把握しているでしょうか？ サーマルパッドは弾力性がありますので、圧力によって密着状態が変化します。つまり、圧力によって実効的な熱伝導率が変化します。 また、熱伝導率には温度依存性があり、温度が上昇するほど熱伝導率も低下する材料が多いのです。 今回は、市販されている1.5W/mK仕様のサーマルパッドを測定しました。 また、サーマルパッドの内でソフトタイプと呼ばれる柔らかいタイプです。 測定装置は当社の定常法熱伝導率測定装置SS-H40です。
フィラー、セラミックス、絶縁薄膜、半導体薄膜等、薄膜・微小領域の熱伝導評価に！！
この装置は、世界最小クラスの分解能を誇る、革新的な熱物性測定装置です。 サンプルの熱物性を点、線、面の各レベルで詳細に測定することが可能で、従来の装置では難しかったミクロンオーダーの熱物性値分布も正確に捉えます。 さらに、この装置は非接触測定でありながら、高分解能を実現しており、従来技術では不可能だった領域を新たに開拓しました。世界初の技術を搭載し、熱浸透率の測定に加え、好条件下では熱伝導率も直接測定可能です。 この装置は、研究開発において精密な熱物性解析を必要とする場面で、他に類を見ない性能を発揮します。 〇測定原理について〇 この装置の測定原理はサーモリフレクタンス法と言う手法になります。 材料の表面温度を高精度で測定する手法の一つで、特に微小領域や薄膜材料の熱特性を調べるために使われます。 この方法は、材料の表面温度変化に伴う反射率の変化を検出し、その変化から温度を測定する技術です。 得られる結果は熱浸透率と言うパラメーターです。 熱浸透率とは物質と物質が接しているときに熱をどれだけ奪い取るかを示す物理量です。 比熱と密度により、熱伝導率や熱拡散率と相互に変換できます。
薄くて小さな試料でも、熱伝導率の高い試料でも測定ができます！
導電性ダイヤモンドの熱伝導率測定も当社で可能です。本来ダイヤモンドは絶縁体ですが、ホウ素をドープすることで導電性を付与して、高性能な電極とすることが可能です。広い電位窓による他材質の電極では不可能な酸化還元反応が可能、強酸強アルカリ環境などの厳しい環境でも使えるなど非常にメリットが大きいようです。個人的にはCFRPのリサイクルに使えることに注目しています。 測定はサーモウェーブアナライザTA35で行います。 【試料について】 今回の試料は厚みが30μmと300μmで、試料サイズが10mm×10mmということで、普通の熱伝導率測定装置ではほぼ測定は不可能と言えます。サーモウェーブアナライザのみで測定可能です。 厚み30μm試料は艶消しの黒で表面はなめらかです。厚み300μm試料も艶消しの黒ですが、表面は若干ざらついていました。なお、この程度のざらつきは測定には全く影響ありません。
