熱伝導グリス

発熱する半導体（CPU等）を冷却する際にヒートシンクを使用して熱を逃がしますが、半導体にヒートシンクを押し付けただけでは密着が悪く熱が効率的に伝わりません。そこで熱伝導グリスと呼ばれるペーストを塗りつけることにより隙間を埋めて、熱の伝わりをよくする必要が出てきます。

今回はそんな熱伝導グリスにもいろいろ種類があるというお話です。

熱伝導グリスの性能を表す指標として「熱伝導率」というパラメータがあります。このパラメータは文字通り熱がどのくらい伝導しやすいかということを示していて大きいほど熱の伝わりが良好であることを示します。単位は「W/(m・K)」で表されます。ちなみにいくつかの物資の熱伝導率を挙げると下記のようになります。

銀：420 W/(m・K)
銅：390 W/(m・K)
アルミ：236 W/(m・K)
ダイヤモンド：1000～2000 W/(m・K)
水：0.6 W/(m・K)

ここで、3つほど熱伝導グリスを購入してきました。


(1)シリコングリス：0.9W/(m・K)･･･200円くらい（写真下）
(2)セラミックグリス：5.1W/(m・K)･･･700円くらい（写真左上）
(3)シルバーグリス：9.0W/(m・K)･･･1300円くらい（写真右上）

(1)のシリコングリスはどこでも手に入り安価ですが、他のグリスと比較して非常に熱伝導率が低いことがわかります。何でもよい場所には最適ですが、かなり発熱するCPUなどに関してはもうちょっと欲張りたいものです。導電性はありません。

(2)のセラミックグリスについては、見た目はシリコングリスと同様の白いペーストですが、熱伝導率はシリコングリスの5倍以上という値を示しています。ペーストに導電性がないのが特徴です。

(3)のシルバーグリスは3つの中ではもっとも高価ですが、熱伝導率はもっとも高い値を示しています。ただし注意が必要なのはその名のとおりペースト内に銀が入っていますので若干ですが導電性を示すということです。CPUなどでチップ抵抗などがコアの近くに実装されている場合などは細心の注意が必要です。

アルミや銅などと比較すると熱伝導グリスの熱伝導性は低いため、発熱体とヒートシンクをなるべく密着するようにし、熱伝導グリスの使用量が最小限で済むようにすることが重要です。グリスはあくまでもミクロな隙間埋めのためだけに用いられるものだということを忘れないでください。

今回購入してきたものの中ではセラミックグリスが一番使いやすそうですが、絶縁されたCPUにヒートシンクを付ける機会（このFRUナンバーを見るためには一度ヒートシンク付きファンユニットをはずす必要がありました）があるかもしれませんので、シルバーグリスも持っておくと安心です。

ダイヤモンドのパウダーが入ったペーストなどもあるようですが、熱伝導率や導電性についての表示がされていない場合があり（従来品と比較してCPU温度が＊＊℃低下するといったような「どんな条件で比較したんだよ！」と突っ込みを入れたくなるようなことしか書いていないような商品も結構あります）何を購入したらよいのかはなかなか難しいところだと思います。熱伝導グリスに関しては客観的に比較できる熱伝導率を表示してほしいものです。