熱伝導グリス

サーマルグリス（サーマルコンパウンド、ペースト、TIMグリスとも呼ばれます）は、熱源とヒートシンクの間に塗布される粘性のある熱伝導性化合物で、表面の微細な凹凸を埋め、断熱性のエアポケットが閉じ込められるのを防ぎます。サーマルパッドとは異なり、定義された厚みがありません。クランプ圧により、通常10～50 µmの接合層厚まで押し広げられ、あらゆるTIMクラスの中で最も低い接触熱抵抗を実現します。トレードオフとして、慎重な塗布が必要であり、熱サイクル下でポンプアウト現象が発生する可能性があり、パッドよりも再作業が煩雑になります。

接合層が薄く均一（平坦なIHSと平坦な銅製コールドプレートの間で、ギャップが50 µm未満）であり、絶対的に最も低い熱抵抗を達成することが重要な場合（ハイエンドCPU、GPU、RFパワーアンプなど）にグリスを選択してください。接合層の厚みが数百ミクロン以上変動する場合、組み立て速度や再作業性が重要な場合、またはBOM（部品表）に乾燥した部品を記載したい場合には、パッド（TIF）を選択してください。ほとんどのデータセンター用基板では両方が使用されています。メモリとVRMにはパッドを、GPUダイにはグリスを使用します。

TIG7835Lはガリウム-インジウム-スズ合金で、室温で液体です。熱伝導率は約35 W/m·Kで、最高のシリコーングリスよりも約1桁高い値です。最も高熱流束のプロセッサーへのダイレクトダイ接触に使用されます。重要注意事項：液体金属は導電性（抵抗率 < 10⁻⁴ Ω·m）であり、接触するとアルミニウムを腐食させます。アルミニウム製ヒートスプレッダー、露出した導体の近く、またはコンテインメントダムなしでは絶対に使用しないでください。指定する前に、パッケージの材質（通常はニッケルメッキ銅またはニッケルメッキアルミニウムが使用可能）を確認してください。

チクソトロピー性グリスは、ポンプ圧下でせん断減粘する（そのため塗布が容易）一方、静止時には速やかに高い粘度を回復します（そのため塗布した位置に留まり、重力による流れや熱サイクルによるポンプアウトに耐えます）。-Sグレードは、垂直取り付けの組み立て、振動の多いハードウェア（車両、産業用ドライブ、サーバーファン）、または標準グリスが耐用年数中に移動してしまう可能性があるあらゆる場所に使用してください。λは、同じ数値グレードの非S同等品と同等です。

適切な準備（ラップ仕上げされた表面、制御されたクランプ圧、薄く均一な塗布または豆粒大の点状塗布）を行うことで、シリコーングリスは通常10～30 µm、液体金属は1～10 µmの接合層厚に落ち着きます。ASTM D5470で測定された熱インピーダンスは接合層厚に追随します。エアギャップが再形成されるまでは、°C·in²/Wの観点から、薄いほど常に優れています。TIG780-50HPのデータシートでは、高性能な組み立ての目標として0.008 mm (8 µm)の接合層厚が記載されています。

高品質シリコンベースのグリス（TIG780シリーズ）は、中程度の温度では通常7～10年間、100 °Cを超える連続使用では3～5年間性能を維持します。熱サイクルを受けるアセンブリでは、ポンプアウトが主な故障モードです。振動やサイクル負荷の大きい環境では、チクソトロピー性グレード（-S）を選択してください。液体金属はポンプアウトしませんが、濡れによって移動する可能性があります。ヒートシンクが密閉されていない場合は、封じ込めダムを設計してください。