良いヒートシンクとは何ですか?

ヒートシンクはパッシブ熱交換器です。これは、物体から空気または液体の冷却剤に熱を伝達することを意味します。このクーラントは、物体によって発生する熱を排出します。ヒートシンクは、コンピュータやパワーエレクトロニクスの中央処理装置など、多くの重要な電子機器に使用されています。優れたヒートシンクは、その機能をうまく果たすために適切な種類の材料で作られている必要があります。ヒートシンク自体の材料に加えて、その運用効率における別の重要な側面は、ヒートシンクとコンポーネントとの間の熱インターフェースです。マイカは、その自然な導電性により、マイカはヒートシンクの熱界面および絶縁体として使用するのに理想的な材料です。

 

ヒートシンク材料

最も一般的なヒートシンク材料は、アルミニウムと銅合金です。アルミニウム合金は、多くのヒートシンクの出発点を提供します。これは、アルミニウム合金は熱伝導率が高いだけでなく、その柔らかさから機械的に操作しやすいためです。別のオプションは、銅とアルミニウムを結合することですが、アルミニウムは軽量であるため、主要な部分のままです。この組み合わせは、コンピューターのヒートシンクでますます使用されています。ただし、銅板で囲まれたアルミニウムは効果的ですが、銅とアルミニウムが常に必要なほど密接に結合するとは限らないため、この安価なオプションは信頼性が低くなります。もう一つの成長分野は、炭素由来の材料とアルミニウムの組み合わせです。これは、アルミニウムの軽量性を利用していますが、銅よりも導電性があります。天然グラファイト複合材料もヒートシンクで増加しています。繰り返しになりますが、ここでの利点は重量です。一般に、性能の点では、従来のアルミニウムと銅のヒートシンクが最も一貫して機能します。

サーマルインターフェースの重要性
パワーエレクトロニクスデバイスからの熱損失は、材料間のさまざまな界面を横切って伝わる必要があります。たとえば、コンポーネントにはケーシングがあるため、熱はケーシングからヒートシンクの表面に移動する必要があります。また、ヒートシンクとその周辺との間で発生しなければならない熱伝達もあります。これらの伝達にはそれぞれ独自の熱抵抗があり、これらの組み合わせはシステム全体の効率に影響を与えます。したがって、デバイスとヒートシンクの関係の課題は、これらのことを考慮に入れて、全体的な熱抵抗を最小限に抑えるか、熱の流れを最大化することです。熱界面として機能する材料の選択は、この機能に大いに役立ちます。たとえば、コンピューター処理ユニットでは、サーマルインターフェース材料はプロセッサとヒートシンクの間に配置されます。他の部品と一緒に使用すると、マイカコンポーネントはヒートシンクの非常に効果的な熱インターフェースです。これらの部品には、熱伝導ペーストで使用するマイカワッシャーや、ヒートシンクに半導体を実装するためのマイカウェハなどがあります。これは、マイカが軽量でありながら強度があり、適応性が高いためです。技術的に優れた絶縁体であり、強い電界と高温の両方に耐えることができます。