オーガーバルブ対プログレッシブキャビティポンプ： サーマルペーストの最適な使い方

熱界面材料（TIM）塗布用ミニセレクションガイド

電子機器メーカーが、より小型で高性能な機器から発生する熱を放散させるためのより良い方法を模索し続けていることは、驚くにはあたらない。熱管理が必要な電子機器には、熱界面材料（TIM）が多く使われています。それだけに、最近の研究によると、2020年に22億5000万ドルだった世界の熱界面材料市場は、2027年には44億7000万ドルにまで成長すると予想されています。

液剤塗布装置のリーディングカンパニーとして、また熱伝導性化合物の塗布のスペシャリストとして、ノードソンEFDは、この分野のTIMアプリケーションの増加に気づき、この種のトレンドを直接目撃することがしばしばあります。

具体的には、自律走行車や先進運転支援システム（ADAS）向けの自動車用光検出・測距（LiDAR）システムへのTIMの応用が多くなってきています。自律走行車はまだ5～10年先の話かもしれませんが、多くのOEM（相手先ブランド製造）がADASの一部としてLiDARを搭載した車両をリリースしています。

LiDARセンサーの信頼性は、これらのシステムの有効性に不可欠です。そのため、センサーメーカーは、これらの電子部品の温度を下げ、効率と寿命を向上させるために必要なギャップをカバーするサーマルインターフェース材料を塗布するための最も信頼性の高い方法を求めるようになっています。

では、どのようなディスペンサーを使用すればよいのでしょうか？ノードソンEFDは、TIMを塗布するためのいくつかのオプションを提供しており、材料の種類と必要な堆積量によって異なります。

手動と自動の使い分け

手動で塗布することも可能であり、ノードソンEFDは多くの卓上型ディスペンサーを提供していますが、毎回正確な塗布が必要な場合、オペレーター間の不一致が課題となることがあります。ネットワーク接続を備えたUltimusPlusディスペンサーが提供する完全なオペレーターロックアウトなど、最近のベンチトップ型ディスペンサーの改良は、手動と自動の両方のアプリケーションで使用できるディスペンサーであるため、ここで述べることが重要です。このディスペンサーは、手動でも自動でも使用できるため、生産規模の拡大とともに成長することが可能です。

 

しかし、熱インターフェース材料のパターンが部品上の可能な限り大きな面積をカバーするためにますます複雑になっているため、卓上ディスペンサーロボットや統合コンベア供給ラインによる自動ディスペンサーを選択するメーカーをよく見かけます。

 

もちろん、TIMを手動で塗布するか、ディスペンサーヘッドを自動化セルやコンベアフィード・ラインに組み込むかは、生産スループットや組み立て部品の数によって異なります。

オーガーバルブ vs プログレッシブキャビティポンプ

熱界面材料はセラミック粒子などの充填材を含むことが多いため、粘度が高く、研磨性がある場合があります。また、研磨材はほとんどの機械式ディスペンサーヘッドの内部構造を傷つける可能性があるため、熱伝導性コンパウンドとディスペンサー装置の種類を慎重に検討する必要があります。

ノードソンEFDでは、卓上型液剤ディスペンサーに加えて、オーガーバルブとスネークポンプという主に2種類のサーマルインターフェース材料用のディスペンシングヘッドを提供しています。

どちらも、液剤供給チューブから分注先端まで材料を供給する回転形状を使用して動作します。これらの分注ヘッドは、内部が回転しているため、可能な限りせん断力を抑えて液剤を供給することができます。そのため、TIMはその特性を維持し、信頼性の高い熱伝達性能を得ることができます。

しかし、この2つの吐出方法には重要な違いがあり、どちらを使用するのが最適かを判断する際に注意しなければならない。

オーガーバルブ

これらのディスペンシングヘッドは、スクリューフィードの原理と精密な時間および圧力制御を組み合わせて、高スループットのアプリケーションで一貫した液剤の堆積を保証します。794-TCオーガーバルブは、TIMの粒子径に応じた最適な性能を確保するために、さまざまなスクリューギャップサイズを用意しています。

そのオーガースクリューはタングステンカーバイド（TC）製で、研磨性の高いペーストによる損傷に対して最高の耐性を発揮します。これにより、大量生産時のディスペンスバルブの長寿命化を実現しています。

オーガーバルブにはシールがないため、一般的には、研磨材が擦れるとシールの磨耗が早くなるため、耐摩耗性に優れています。

しかし、シールがない分、粘度の低いものや薄いものには向きません。30,000センチポイズ以下の粘度の液体を吐出する場合、オーガーバルブに取り付けられたディスペンスチップから液体が垂れたり、流れ出したりすることがあります。

また、オーガーバルブは一液性専用のため、二液性TIMの用途ではオーガーバルブは選択しません。

プログレッシブキャビティポンプ

プログレッシブキャビティポンプは、容積式または容積式のディスペンサーで、吐出したい量を正確に設定し、毎回その量を部品に塗布することができます。このポンプは、±1％の高精度な液量精度と繰り返し精度を実現します。

797PCPシリーズポンプのモジュラーデザインは、ローターとステーターというコアコンポーネントが完全に密閉された計量室を形成するスネーク原理をベースにしています。このため、液剤の粘度に依存しない連続定量吐出が可能です。

しかし、TIMアプリケーションでは、このポンプがシールを備えているため、オーガーバルブよりも早く摩耗する傾向があります。しかし、シールがあるため、より幅広い粘度の液体を吐出することができます。

2液型TIMの場合、797PCP-2Kポンプを絶対に選択します。なぜなら、A液とB液の正確な比率をスタティックミキサーで正確に計量し、±1％の液剤付着精度で非常に再現性の高い分注を行うからです。

また、797PCPポンプは、794-TCオーガーバルブの5倍の流量があるため、アプリケーションで必要とされるディスペンスパターンのほぼすべての厚さに対応することができ、サイズバリエーションも豊富です。

2液混合用スタティックミキサー

どのようなディスペンスアプリケーションでもそうですが、アプリケーションに最適なディスペンスコンポーネントを選択することは、アプリケーション自体の成功に不可欠です。これは、特にディスペンスポイントの部品に当てはまります。特に2液型の場合、これは非常に重要なステップです。

ノードソンEFDは、2液性サーマルコンパウンドの塗布用に、高品質の2液性スタティックミキサーを提供しています。当社の190シリーズスパイラルミキサーと295シリーズスクエアミキサーは、TIMディスペンスに最適です。

スパイラルバヨネットミキサーは、エレメント径、ミキシングエレメント数、ハウジングアウトレットが異なる15種類を用意しており、お客様の用途に合わせてお選びいただけます。角型バヨネットミキサーは、ルアーロックタイプの吐出口など、吐出口が異なる3種類をご用意しています（ディスペンスチップアタッチメントによる精密分注も可能です）。

経験豊富なアプリケーションスペシャリストが、お客様のプロセスに適したスタティックミキサーを提案し、システム選択を簡素化することで、より早くセットアップを完了することができます。

TIMディスペンサーのワンストップショップ

ノードソンEFDは、サーマルインターフェイス材料用の流体パッケージングとディスペンサーシステムの提供に加え、一般的な工業用TIMよりも長期間にわたって確実な熱伝達を実現する非シリコーン系サーマルコンパウンドの独自ラインも提供しています。



サーマルインターフェイス材料をディスペンスするための当社のソリューションや材料そのものについてご質問がある場合は、遠慮なく [email protected] までご連絡いただき、専門家のサポートをご利用ください。