ギャップパッドのサプライヤーとして、当社製品の高性能を確保することは最も重要です。ギャップパッドは、発熱コンポーネントからヒートシンクに熱を伝達する熱管理ソリューションを提供するために、さまざまな電子デバイスで広く使用されています。このブログでは、ギャップパッドのパフォーマンスをテストするための重要な方法をいくつか紹介します。
熱伝導率試験
熱伝導率は、ギャップパッドの最も重要な性能指標の 1 つです。材料の熱伝導能力を測定します。熱伝導率が高いということは、熱伝達効率が高いことを意味します。
定常状態法
定常状態法は、熱伝導率を測定するための古典的なアプローチです。この方法では、ギャップパッドのサンプルを熱源とヒートシンクの間に置きます。一定の熱流束がサンプルの片側に適用され、システムが定常状態に達したときにサンプル全体の温度差が測定されます。
この方法の背後にある原理は、(q = - k\frac{dT}{dx}) として表される熱伝導のフーリエの法則に基づいています。ここで、(q) は熱流束、(k) は熱伝導率、(\frac{dT}{dx}) は温度勾配です。 (q) と (\frac{dT}{dx}) を測定することで、ギャップ パッドの熱伝導率 (k) を計算できます。
この試験を行うには、通常、熱伝導率試験装置を使用します。ギャップパッドのサンプルは、均一な厚さと滑らかな表面を確保するために慎重に準備されています。熱源には電気ヒーターを使用でき、ヒートシンクは通常、銅などの導電性の高い材料でできています。熱電対のような温度センサーがギャップパッドの両側の特定の位置に配置され、温度差を正確に測定します。
過渡法
過渡法は、熱伝導率を測定するもう 1 つの一般的な方法です。システムが定常状態に達する必要がある定常状態法とは異なり、過渡法は突然の熱入力に対するサンプルの温度応答を測定します。
一般的な過渡法の 1 つは熱線法です。この方法では、ギャップパッドサンプルに細いワイヤーが埋め込まれます。ワイヤーに電流が流れると熱が発生します。ワイヤと周囲のギャップパッドの温度上昇が時間の関数として測定されます。温度と時間の曲線を分析することで、ギャップパッドの熱伝導率を計算できます。
過渡法には定常法よりも高速であるという利点があり、高スループットのテストに適しています。ただし、より複雑なデータ分析が必要であり、実験条件の影響を受けやすくなります。
圧縮およびたわみ試験
ギャップパッドは、コンポーネント間の隙間を埋めるために圧縮する必要がある用途でよく使用されます。したがって、圧縮特性とたわみ特性をテストすることが不可欠です。
圧縮力たわみ (CFD) テスト
CFD テストでは、ギャップ パッドを一定の厚さに圧縮するのに必要な力を測定します。ギャップ パッドのサンプルを 2 枚の平行なプレートの間に置き、徐々に増加する力を上部プレートに加えます。ギャップパッドの厚さは、さまざまな力レベルで測定されます。
CFD テストの結果は、通常、圧縮力 - たわみ曲線として表されます。この曲線は、加えられた力に応じてギャップ パッドの厚さがどのように変化するかを示しています。優れたギャップ パッドは、一定のたわみを達成するために比較的低い圧縮力を備えている必要があり、これは凹凸のある表面に容易に適合する能力を示しています。
回復テスト
圧縮後、ギャップパッドはある程度元の厚みに戻るはずです。回復テストでは、圧縮力を取り除いた後のギャップ パッドの厚さの回復率を測定します。
回復テストを実行するには、まずギャップ パッドを一定時間、特定の厚さまで圧縮します。その後、圧縮力を取り除き、一定時間後に再度ギャップパッドの厚みを測定する。回復率は (\frac{t_{r}-t_{c}}{t_{0}-t_{c}}\times100%) として計算されます。ここで、(t_{0}) は元の厚さ、(t_{c}) は圧縮された厚さ、(t_{r}) は回復された厚さです。
絶縁耐力試験
多くの電子用途では、ギャップ パッドは良好な電気絶縁特性を備えている必要があります。絶縁耐力試験は、ギャップパッドが破壊することなく耐えることができる最大電界を測定するために使用されます。
ギャップ パッドのサンプルを 2 つの電極の間に置き、徐々に増加する電圧を電極間に印加します。絶縁破壊が発生する電圧は、ギャップパッドの絶縁耐力として記録されます。
絶縁耐力は通常、単位厚さあたりのボルト数 (例: V/mil) で表されます。高い絶縁耐力は、ギャップ パッドがコンポーネント間の電気的短絡を効果的に防止し、電子システムの安全性と信頼性を確保できることを示しています。
硬さ試験
硬度はギャップパッドの重要な特性であり、取り扱い、取り付け、性能に影響を与えます。ギャップパッドの硬度を試験するには、ショア硬度試験など、いくつかの方法があります。
ショア硬さ試験では、デュロメータを使用して、ギャップ パッドのへこみに対する抵抗を測定します。ショア A やショア OO など、さまざまなタイプのデュロメーターがあり、さまざまな硬度範囲の材料に適しています。
通常、ショア A デュロメータは比較的硬いギャップ パッドに使用され、ショア OO デュロメータはより柔らかいギャップ パッドに使用されます。デュロメータをギャップパッドの表面に押し当て、デュロメータの目盛から硬度値を読み取ります。
耐薬品性および耐環境性試験
ギャップパッドは、実際の用途ではさまざまな化学物質や環境条件にさらされる可能性があります。したがって、耐薬品性と耐環境性をテストする必要があります。
耐薬品性試験
耐薬品性テストでは、ギャップパッドを溶剤、酸、塩基などのさまざまな化学物質に一定期間暴露します。露光後、ギャップパッドの外観、硬度、熱伝導率などの物理的および化学的特性が評価されます。
たとえば、ギャップパッドがエンジンオイルと接触する可能性のある自動車用途に使用される場合、耐オイル性をテストすることが重要です。ギャップパッドのサンプルをオイルに一定時間浸漬し、重量や厚みなどの変化を測定します。
環境老化試験
環境老化試験では、温度、湿度、紫外線などの環境要因がギャップ パッドに及ぼす長期的な影響をシミュレートします。ギャップ パッドのサンプルは、温度、湿度、および UV 曝露を制御できる環境チャンバーに配置されます。
一定期間にわたって、サンプルの物理的および化学的特性の変化が定期的に検査されます。このテストは、実際の環境におけるギャップ パッドの長期的なパフォーマンスと信頼性を予測するのに役立ちます。
結論
ギャップパッドの性能テストは、熱伝導率、圧縮とたわみ、絶縁耐力、硬度、耐薬品性と耐環境性などの複数の側面を含む包括的なプロセスです。これらのテストを実施することで、当社のギャップパッドがお客様の要求する高品質基準を満たしていることを確認できます。
弊社にご興味がございましたら、ヒートシンクゴムパッド、ピンクのサーマルパッド、 またはシリコンCPUパッド、またはギャップパッドの性能テストについてご質問がある場合は、さらなる議論と調達の可能性についてお気軽にお問い合わせください。当社は、最高の熱管理ソリューションを提供することに全力で取り組んでいます。
参考文献
- インクロペラ、FP、デウィット、DP (2002)。熱と物質移動の基礎。ジョン・ワイリー＆サンズ。
- ASTMインターナショナル。 （2019年）。プラスチック、エラストマー、接着剤に関する ASTM 規格。 ASTMインターナショナル。