山下菜々子
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はじめに：サーマルパッドの厚さが与える影響
各種電子機器の冷却で活躍するサーマルパッドは、厚さが性能と設置性に大きく関わります。CPUやGPUのヒートシンクと部品の間には微小な隙間があり、そこを埋めるのがサーマルパッドです。
厚さが違うと熱伝導の経路が変化します。薄いパッドは接触面をより密着させやすく、熱抵抗を低く保てる一方で、隙間が大きい場合には填補力が不足し、熱の伝わり方が不足します。厚いパッドは隙間をしっかり埋める力は強いですが、過剰な厚さは圧縮時の密度が低下し、熱伝導の効率が落ちることがあります。つまり、厚さは単純な「薄い＝良い、厚い＝悪い」という話ではなく、設計上の隙間と材料の特性を同時に満たすバランスが重要です。実機での温度は、ただ数値だけで判断せず、設置時の力のかかり方や、動作時の温度変化を見ながら評価することが現場のコツです。ここでは、厚さの違いが実際の運用にどう影響するかを、わかりやすく解説します。
- 0.5mmは非常に薄く、接触圧を最大化しやすい。薄型デバイスや狭い隙間に適するが、厚いギャップには対応しにくい。
- 1.0mmは標準的な厚さ。多くのケースでバランス良く機能し、圧縮による熱伝導の低下が最小限に留まりやすい。
- 1.5mmは中厚さ。大きめのギャップを埋められる反面、過度の圧縮に注意。VRM周りや集積部分の間隔が広い場所で使われることが多い。
- 2.0mmはかなり厚いタイプ。厚い隙間を埋められる反面、設置性が難しく熱伝導の均一性を確保するには注意が必要。
厚さ別の特徴と用途
厚さによって熱抵抗の変化だけでなく、圧縮時の体積変化や寿命にも差が出ます。薄いパッドほど素材の粘り気が少なく、固定時の力が強く働くと、均等に圧縮されないことがあります。その結果、熱伝導の経路が局所的に高温になることも。逆に厚いパッドは曲がりやすい部品間の隙間を埋めやすい反面、過度な厚さは熱インパクトを分散させるのが難しくなる場合があります。結局、「現場の隙間」「素材の熱伝導性」「取り付け力のかかり方」が一体となって、最適な厚さは決まります。
- 0.5mm：狭い設計で薄さが求められる場合に適する。接触圧を高め、熱伝導の初期抵抗を下げやすい。
- 1.0mm：最も多く使われる厚さ。部品の多くの間隔をカバーし、機械的な安定性と熱伝導のバランスが取りやすい。
- 1.5mm：セパレートした部品間のギャップが大きい場合に有効。温度管理が難しいVRM周りなどでよく使われる。
- 2.0mm：ギャップが非常に広い場合に選ばれることがある。取り付けの安定性が課題となることが多い。
厚さは「隙間の埋め方」「熱を届ける面の大きさ」「部品の動きに対する耐性」に関わる要素です。適切な厚さを選ぶには、実機の隙間測定と温度モニタリングを組み合わせるのが効果的です。なお、同じ厚さでも素材の違いで熱伝導性は大きく変わる点には注意が必要です。
選び方の実践ガイド
現場で最適な厚さを選ぶためには、手元の測定と現場の条件を組み合わせることが大切です。まず、対象部品とヒートシンクの間隙をミリ単位で計測します。隙間の大きさが0.3mm未満なら0.5mm前後、0.5mm〜1.0mmなら1.0mm、1.0mm以上なら1.5mm以上を候補にします。次に、材質の特性を確認します。導電性、粘り、圧縮率、温度耐性などが重点です。熱伝導率が高い素材は薄くても効率よく熱を運べますが、柔らかい素材は薄くすると壊れにくくなる反面、薄くても沈み込みすぎることがあります。
また、取り付け時の力のかかり方もチェックします。固定ネジの締め具合やケースの固定バネなどが強すぎると、薄いパッドが過剰に圧縮され、局所的な温度上昇を招くことがあります。現場のチェックリストを作っておくと、温度の再現性が上がります。
- 隙間の測定方法と誤差を最小限に抑える
- 材質比較と厚さの組み合わせを複数試す
- 取り付け後は温度を定期的にモニターする
このような手順を踏むと、同じ機器でも最適な厚さが見つかりやすくなります。最後に、メーカーの推奨値や実機の経験則を参考にすることも忘れないでください。
友達同士の雑談風に深掘りした小ネタです。厚さという話題は、ただ「厚いほうがいい」「薄いほうが良い」という単純論では終わりません。厚さ0.5mmと1.0mmを比べるだけでも、実は「圧縮の仕方」が変わり、同じ温度でも体感温度が異なることがあります。薄いほど接触は良くなるが、隙間が大きいと埋めきれない。厚い方が隙間を埋める力は強いが、圧縮で材料の密度が下がりやすく、熱が広がりすぎる場合もある。だから“測定して確かめる”のが一番現実的。私は実機の温度を見ながら、厚さと材料の組み合わせを同時に調整するのがコツだと思う。
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