PCB熱パッドまたはペーストを熱管理設計で使用するタイミング

私は以前、夏の間は地獄と軽く呼んでいたアラバマに住んでいました。暑さも湿度も汗もたっぷり。しかし、高出力の回路基板内部の熱を経験しなくて済むことには感謝しています。私がプールに飛び込んで涼を取ることができたのに対し、あなたのPCBレイアウトは、高出力の集積回路（IC）が溶けないようにヒートシンクを使用しているでしょう。私がトランクスかスピードを選ぶことに悩む一方で、あなたはヒートシンク用にサーマルパッド/フィルムかサーマルペースト/グリースのどちらを使用するかで悩んでいるかもしれません。アラバマ出身者のファッションアドバイスを受けたくないかもしれませんが、完璧な熱インターフェース材料（TIM）、バッテリーパック、はんだマスクを選ぶための良いアドバイスがいくつかあります。

それはかっこいい見た目の基板です。

パッド対ペースト：利点と欠点

サーマルパッドとサーマルペーストには、さまざまな長所と短所があります。そのリストは南国の夏のように長いので、読み進める間に冷たい飲み物を用意するといいでしょう。

サーマルリリーフパッド

長所:

• 取り扱いが簡単

• 特定の形状に切り出せる

• 汚れずに簡単に適用できる

• ポンプアウトしない

• 乾燥しない

• さまざまな仕様の材料がある

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短所:

• 製造コストが高い

• 適用が手間

一見すると、サーマルリリーフパッドは即座に勝者のように思えます。私のスピードを超えるほどのフィット感と、適用が簡単です。また、材料の多様性も、特定の用途に合わせてパッドの電気的、熱的、化学的、物理的属性を選択できることを意味します。しかし、地中プールが地上の目障りなものよりも高価であるように、サーマルパッドの価格は汗をかかせるかもしれません。PCBの熱抵抗パッドは通常、製造中に手で適用されます。これは、大量のボードの製造コストを増加させます。

サーマルペースト

長所:

• 信頼性が高い

• 安価

• 適用が簡単

• 隙間をよく埋める

• 薄い層

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短所:

• 汚れやすい

• ポンプアウト

• ドライアウト

• 圧力が必要

熱伝導ペーストは、森の中の古い水泳場のようなものです。いつでもそこにあることを知っていて、安価ですが、少し取り扱いが雑になることがあります。しかし、日焼け止めが皮膚がんの治療よりも安いように、熱伝導ペーストはPCB熱パッドよりも安価です。

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言った通り、塗布が雑です。

いつ何を使うか

暑くなると、人によっては海に走る人もいれば、山に走る人もいます。ほとんどのプリント基板アプリケーションでは、どのTIMが最も効果的かについて明確な答えはありません。しかし、明確な勝者がいる特定のアプリケーションもあります。

熱パッド

PCBサーマルパッドがサーマルペーストよりも大きな利点の一つは、ポンプアウトのリスクがないことです。急激な温度変化を繰り返すプリント基板は、この問題に最も影響を受けやすいです。プリント基板が素早くオンオフすることが予想される場合、ヒートシンクにはサーマルパッドの使用が必要になるでしょう。さらに、冷却が必要なエリアが奇妙な形状をしている場合、サーマルレジスタンスパッドが解決策になるかもしれません。サーマルパッドは正確な形状にカットできるため、その適用は非常に簡単です。

熱と圧力が炭素をダイヤモンドに変えると言われていますが、私にとっては太陽の下で花がしおれるようなものです。あなたのICも、ダイヤモンドよりも私に似ているかもしれません。サーマルペーストは、効果的に熱を伝達するために大量の圧力を必要とします。冷却するICが機械的ストレスに耐えられない場合、サーマルレジスタンスパッドが正しい選択です。

サーマルパッドは、TIMの特性を慎重に選択する必要がある場合にも非常に有用です。サーマルパッドは非常に幅広い種類の材料から作ることができます。これにより、化学耐性、導電性、物理的特性などのTIM特性をよりコントロールできます。

サーマルペースト

コストがPCBにとって重要な話題である場合、熱伝導ペーストは最も安価な選択肢になります。暑い外に出るときは、私はできるだけ薄いシャツを着ることを好みます。TIM（熱インターフェース材料）にも同じ原則が適用され、TIM層が薄いほど熱伝導率が良くなります。熱伝導パッドはほとんどの場合、熱伝導ペーストよりも厚くなります。そのため、熱伝導ペーストは通常、熱パイプとの最良の熱伝達を提供します。熱シンクが非常に高い熱伝導率を持つTIMを必要とする場合、熱伝導ペーストが最良の選択肢となるかもしれません。

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不均一な表面に関しては、熱伝導ペーストが熱伝導パッドよりも優れています。熱伝導ペーストは液体であるため、熱伝導パッドよりも大きな隙間を均等に埋めることができます。一部の熱シンクやICには、TIMが適用される不均一な表面があります。あなたのPCBがそのような場合であれば、熱伝導ペーストは熱伝導パッドよりも良い熱伝導率を提供します。

どのコンポーネントに熱シンクが必要かを覚えておくのは面倒かもしれません。頭を悩ます代わりに、PCB設計ソフトウェアに任せましょう。ほとんどの設計プログラムでは、コンポーネントにコメントを追加することができます。電子コンポーネントに熱性能に関する懸念を添付して、PCBを熱問題から守りましょう。CircuitStudio^®には、コンポーネントを編集する方法を示すドキュメントがあります。

夏を涼しく過ごすことは、時にはフルタイムの仕事になることもあります。PCBを冷却するために適切なTIMを選ぶことも、多くの時間を要することがあります。上記のTIMの推奨事項を追跡することで、PCBの温度ではなく、自分自身の温度に集中することができます。

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