熱伝導性接着剤による実装

熱伝導性接着剤による実装

部品をヒートシンクに実装するためのより優れたソリューション

熱伝導性接着剤はこれまでの組み立て方法に代わる新たなソリューションです。 これらの接着剤は相似する基板及び異なる基板を永久接着し、組み立て手順を簡素化できます。

熱伝導性接着剤のメリット:

  • シンプルで信頼性が高い
  • 製造で繰り返し使用が可能
  • クリップやネジよりも低コスト
  • 電源の信頼性向上
  • 様々なパッケージに使用可能

 

標準的なパッケージ実装例


液状接着剤

両面テープ


使用に関する一般的なガイドライン

熱伝導性接着剤を評価する際にはいくつかの基本的特性を考慮する必要があります。

  1. 熱伝導率
  2. 接着剤層の厚さ
  3. 密着強度
  4. 硬化条件
  5. 保管方法及び保存可能期間

熱伝導率の高い接着剤はより良い熱特性を示します。 3 ~ 5 W/m-K の熱伝導率が最適であるとされています。

標準的な接着剤層の厚さ範囲は 2 ~ 7 mil です。 熱特性を向上させる (熱抵抗を下げる) には、接着剤層を薄くします。 接着層を薄くすると密着強度が下がる場合があるため、各アプリケーションごとに接着剤層の厚さ、熱抵抗、密着強度の適切なバランスを探る必要があります。

最適な接着性能を引き出すには接着剤層の厚さを均一にすることが重要です。 IC を接着剤で取り付けるには十分な接着強度が必要です。 粘着性の高い製品は優れた密着強度を示します。 硬化はデータシートの推奨事項に従って行う必要があります。 正しく硬化されていないと、熱特性が悪くなるため、接着部の熱抵抗が高くなる場合があります。 また、選択した素材の保管温度及び保存可能期間を考慮することも重要です。


両面テープの比較

ベンダーMPNテープ厚 (mm)熱伝導率 (W/m-K)絶縁耐力 (kV/mm)接着の剥離強度 (N/cm)
3M TM-670SA 0.25 0.6 24 5.5
3M TM-671SA 0.375 0.6 24 9.3
3M TM-672SA 0.5 0.6 24 11.6
3M 8805* 0.125 0.6 26 7.5
3M 8810* 0.25 0.6 26 13
3M 8815* 0.375 0.6 26 19
3M 8820* 0.5 0.6 26 26

*動作温度範囲: 短期 (数時間 ~ 数日) 125°C ~ 150°C、長期 (数週間 ~ 数ヶ月) 90°C ~ 100°C
  保存期間: 2 年

液状接着剤の比較

ベンダーMPN熱伝導率 (W/m-K)保存期間
(月)
保存温度 (°C)絶縁耐力 (kV/mm)動作温度範囲 (°C)硬化温度 (°C)硬化時間 (分)
Dow Corning DA-6534 6.8 4 -10 ~ -25   -40 ~ 200 150 120
DA-6524 2.1 6 -10 ~ -25   -40 ~ 200 150 60
TC-2030 2.6 12 <40   -40 ~ 200 130 60
Timtronics 813HTC 2.7 4 25 20.07 270 150 30
816HTC 2.7 24 25 16.53 150 25 2880
Aremco 556-HT-SP 3.5 6 25   230 177/149 60/120
Creative Materials 116-04A / B-187 2.63 12 20-25 18.7   100 30
122-07 (SP) 5.5 2 25 17.32 -55 ~ 230 150 60
109-12 5.65 1.5 25 19.48   121 240
Bergquist Company Hermitage 5         150/160 20/6
Springtime Blue 3         150/160 20/6


両面テープによる実装

1. アルコールでデバイスの裏面を清掃


2. アルコールでヒートシンクの表面を清掃


3. テープを必要な大きさに切る


4. テープを一方の部品に貼る


5. 反対面の台紙を剥がす



6. デバイスをヒートシンクに貼り付け、締め付け圧を加える



液状接着剤による実装

1. アルコールでデバイスの裏面を清掃


2. 2 液エポキシ樹脂注射器


3. 2 液エポキシ樹脂 (A 液及び B 液)


4. 溶液型接着剤を混ぜる


5. 接着剤を薄く載せる



6. デバイスをヒートシンクに取り付け締め付け圧を加える。硬化するまで十分待つ



熱抵抗に対する接着剤の影響

熱伝導性接着剤はヒートシンク アセンブリの実効熱抵抗に影響を及ぼす傾向があります。 次のテーブルではデバイスの接合部と様々な熱伝導性接着剤を使用したヒートシンクの間における熱抵抗及びサーマル グリースを塗布しクリップとネジで機械的に実装した場合の熱抵抗を比較しています。 デバイスの熱抵抗は、デバイスの接合点の温度、ヒートシンクの温度、デバイスの合計消費電力から計算されています。

   実装方法  
デバイスの熱抵抗サーマル グリースとクリップ8805
(テープ)
8810
(テープ)
Hermitage
(エポキシ)
Springtime Blue
(エポキシ)
816HTC
(エポキシ)
MOSFET 接合部からヒートシンクへの熱抵抗 (°C/W) 2.955 7.057 9.589 2.733 3.018 3.776
ダイオード接合部からヒートシンクへの熱抵抗 (°C/W) 2.034 6.042 7.839 1.784 2.157 3.097


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