高熱伝導体「銀」は液体金属に代わるか？～CPUとダイの熱伝導と接合を検証～
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- Опубликовано: 16 сен 2024
- 金属の中でも特に銅を超えて高い熱伝導率を誇る「銀」
今回は、銀箔ではどうしても取り扱いが難しいため、箔になる前の上澄みと呼ばれる状態での銀を利用して、73W/m.kとなっている液体金属の性能を超えてパーツ同士の熱伝導接合体として利用が可能なのか検証することとしました。
☆今回利用したアイテム☆
◆CPUグリス MX-4
amzn.to/40Mbauy
◆CPUグリス ナノダイヤモンドグリス JP-DX1
amzn.to/4247fdU
※リンク先は時間経過とともに販売者の都合で変更されている場合が過去にございました。
こちらも十分注意しておりますがご購入時ご希望の製品であるかご自身でも改めてご確認願います。
☆☆このチャンネルで考案されたLGA1700向けCPU用固定金具☆☆
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製品化までの道のり
• 例の金具リスト
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え～っと。地味にですがトゥイットゥーやってます。
実験・作業・編集状況など配信していきたいと思っています。
RUclips動画アップに時間がかかるケースなどで途中経過を報告できるツールになればと思っています！
/ pcer24
♪BGMは下記の素材を利用させていただいております♪
ありがとうございます
魔王魂：maoudamashii.j...
DOVA-SYNDROME：dova-s.jp/
☆静止画像や背景などは下記の素材を利用させていただいております☆
ありがとうございます
ぱくたそ：www.pakutaso.com/
Pixabay：pixabay.com/ja/
製品のリンク先は一部アマゾンアソシエイトプログラムを利用させていただいております。
金属同士を面で密着させることの難しさ、よく解りました
金箔は金属のピンセットとか使うと静電気でくっしゃくしゃになるので、竹製を使いましょう
作業を見て金箔を扱う人が、なぜ竹だか木だかの道具を使うのかわかりましました、新しい発見でした。
Phase shift material is the thing nowadays, like PTM7950 from Honeywell.
A. Fills air gap automatically by self melting while device operation
B. Never dries out, therefore do not degrades performance over time; Rather becomes more effective by using
検証・技術系youtuberさんのコメント欄は
投稿者を超える鋭さや深さや範囲の「何でそんな事知ってんの…？」って事書く人までチラホラ集ってくるから動画本編以外も楽しめてホント面白い・・・
真ん中の正方形部分は丁度固定金具のラインなので圧力加わりやすいんだと思いますよ
長方形部分はそういうのが無いのでヒートスプレッダが外反りしていて圧力加わりにくいのかと
そしてどちらにも銀シート載せてるからその傾向が変化しないままの可能性が
正方形側は1枚で長方形を枚数増やすとかの方法がいいかもしれません
金箔は金属にくっつくので、プラスチックや木製のピンでつままないとダメな感じですね。
隙間というか空気の膜というか気泡が抜けないのがいけないのでしょうね。
真空ポンプみたいなので空気を抜いたらうまくいきそう。
今はあるか不明ですが液体金属グリスの派生でシート状で貼って熱で勝手に 溶けるモノがありましたね。 アルミを腐食させるのと、性能引き出すにはヒートシンクセットしてから温めて再度ネジ締めが必要なので外す時も温めてないとスプレッタも取れます。 性能は常温液体金属超えの１２８m\wぐらいあったかな。
液体金属で銀を貼り付ければ良いのでは？
銀のインゴットから削り出しのヒートスプレッダとヒートシンクを作って欲しいです！！
多分、そのほうが確実。
切削銀なら引き取りも値段つくし、独りでは躊躇してた人も出資して欲しい人は居そう。AMDならしばらく使えるし。
薄物はロータリー刃で切ったほうが良いかもね。
畑違いからの提案なのですが、私はシルバーアクセサリーを作っていた経験があり、その素材である銀粘土を使ってみてはどうですか？
銀粘土は、文字通り銀の微粒子を粘土状にしたもので、形成→乾燥→焼成することで、99.9％の純銀になります。
ただし、焼成前は不純物(水分や結着剤)が含まれていて、焼成には高温が必要なので、CPUに塗って焼ききる事は出来ないでしょうから、乾燥した状態までしかならないでしょうけど
焼成前の純度は分かりませんが、限りなく純度は純銀に近いはずでなので、熱伝導率が例え半分になっても優秀かなと…
まぁ、畑違いの素人の意見ですが、お役に立てば。
因みに銀粘土には、ペーストタイプやシリンジタイプやペーパータイプもあります。
銀箔を挟んだ状態で溶かしてソルダリングに。って思ったけど銀の融点調べたら961℃でムリそうだった……
液体金属は、はみ出たりするから、確かに扱い辛いでしょうけど
はみ出るということは、隙間を埋めてなお余ったものが出てきた
ということ、なのかもしれません。
実際に検証して黙らせていくスタイルさすがです。
シート状の素材は隙間に入らないんじゃなくて,シート表面の凹凸によって浮く場所が出てきてるのでは...?
bios画面みると
7:44 と 12:29 と 12:48 で
コア電圧が違うので比較の対象にはなりませんよね
動画内でもおっしゃったように表面の細かい凹凸を埋めることが出来ないというところが、ペーストや液状のものと比較して伝熱材として扱いにくいところじゃないかと
ある意味でははんだで熱源とヒートスプレッダを接触させるのは理にかなってるのかも？
世の中には銅インゴットでRyzen9 7950Xを空冷で動かす人も居るんだし、
銀インゴットや金インゴットで空冷動作を目指そう(笑
せっかくヒートスプレッターを取り外したなら 個人的には ダイ直でヒートシンクを目指したいです
自分なら コアの端が欠けないように CPU基盤上に自作のスペーサーを付けて ダイ直ヒートシンクをやってみると思います
いつも 興味深い検証動画 ありがとうございます
液体金属と併用見たい！
箔の表面が乱反射しているから、箔自体の凹凸が結構ある、反射具合からチップよりもずっと大きな凹凸に見える。叩いて圧着できれば性能をもっと出せそうだけどそこまでするなら液体金属だよねぇｗ
表面の凹凸の埋め合わせで液体に勝るものはないですよねぇ…
クーラーとヒートスプレッタの間ならまだ使い道あるやも
圧力が足りてない説。重ねて設置したあと上から力加えたら設置面積上がったりしないのかな
液体金属に金箔を混ぜたらアマルガムにならないかな
水銀みたいに
熱伝導率よりも熱伝達率が大切ってことですね
いつも興味深い実験ありがとうございます！
銀箔の上下をグリスで挟んだらデコボコの解消にならないでしょうかね？グリスだけよりは熱伝導率高いものが隙間にある方が伝わりやすそうな気もするなぁと思ったのですが。
あと、銀箔→ヒートスプレッダは接触面積を増やせるので、ダイよりも大きな銀箔使ってみるのも気になりました。銀箔で横方向に熱拡散できたりしたら効率あがったりしないですかね。
そんなに上手くいくのか、自信はありませんが・・・。
熱伝導シートでカーボンのぺらいやつがありましたね、そこそこ冷えるらしいですが
低融点金属の薄いシートでやっても面白いかも
そもそもの出だしが間違っていると思いますよ。
液体金属にしろグリスにしろ、目的はダイ表面とスプレッダ裏側の隙間を埋めることにあります。
少々熱伝導が悪くても、隙間（空気が入る）よりはマシという事です。
今回は薄膜でしなやかであるとは言え、隙間の大小に合わせて膜厚が変わることはありません。
従って、ダイ表面とスプレッダの間には隙間が存在すると考えられます。
間隔の一番狭いところで薄膜が当たったら、広いところでは当然接触することはありませんからね。
それにこういう実験をするなら、クーラー底面とヒートスプレッダの間にはグリスでは無く、
もっと熱伝導の良い液体金属を使用すべきです。
銅と比べてグリスの熱伝導率は１／３０以下。
いくらＣＰＵ内面の熱伝導が改善されても、この部分がボトルネックになり、効果の検証は難しいと思います。
ダイ表面と、ヒートスプレッダ裏側の当たり具合を知りたいなら、感圧紙でも挟んでみたらどうでしょう。
結果が最初から解っていてもやるのがロマンってヤツですよね♪
余った物をグリスに混ぜて再度チャレンジとかどうですか？
金箔は竹のピンセット使うんやで
ヒートスプレッダ無しの「ダイ＋液体金属＋アサシン」で試してほしいです。HSは熱分散として効果的なのか、熱伝導の邪魔になっているのかずっと気になっているんですよね。
CPUをソケットに押さえるためだけの枠（相当）が必要。アサシンは上に乗せるだけでいいと思います。ダイが欠けるといけないし、アサシンの重さだけで液体なので十分密着すると思いますし。
ダイの上の液体金属は通常通り塗って、アサシン側も「薄く薄く」液体金属を塗っておくのが大事かと（重要）。乗せた時に弾かず馴染むように。（リキプロは綿棒でゴシゴシ擦ってると薄くなじんでくれたのでいけるはず。多分・・・）
ぜひよろしくお願いします。m(_ _)m
ＨＳはバッファとして、熱容量を稼ぐ役割があるかも知れません。
理論的には余分なものを省けば熱伝導は改善されるはずですが、「非接触部分」をどう無くすかでしょうね。
ＡＭ４と違って、ヒートスプレダ自体の変形が生じている可能性も有りますから、そういう意味ではＡＭ３方式のＣＰＵ固定が良いのかも知れません。
あと、ヒートパイプの向きも考えて、90度クーラーを回したほうが冷えるかも。乗せるだけだからできる検証かも。
いつも楽しみに見させていただいております。熱伝導は非常に難しいですよね。せっかく殻割りしてヒートスプレッダーを作るのであれば、直接冷却できるようにしてみればどうでしょうか？ というのも、ダイ→ヒートスプレッダー→冷却システム とこの接合部分での熱伝導が悪くなる要素があるのでそれを減らして、ダイ→冷却システムとすれば接合1回分のロスがなくなると思った次第です。もしお時間があるなら試していただきたいと思います
ヒートスプレッダがたわんでダイとの当たりが斜めってるっぽいですね
箔を重ねても均等に圧が掛からないと当たりの弱い部分に隙間ができてお布団のようになる
動作電圧が違うからセルフOCがかかっているだけのような…🤔電圧も1.2Vとか固定にしないと計測方法が安定しないような…🤔
融点150℃以下の合金の中で一番熱伝導率の高い箔(50μmぐらい?)を見つけて挟んだ後にリフローしたらどうでしょうか。インジウムにわずかに銅や銀を混ぜればどうなんでしょう。100W/m・Kは超えないと思いますが。。。
銀とその間の空気を追い出せていないのでしょうね
空気はとても強い断熱材ですから、なにかさらさらのオイルか何かで空気を置換して銀どうしや銀と半導体、銀と半導体の上にオイル（556みたいな）を含ませてみたらどうでしょうか
手に入れやすい「銅箔」はいかが？厚さも色々あるし。薄くグリスも塗って。
絵画用の純金泥をグリスなり液体金属なりに混ぜるとどうなるんだろうと思った
動画を見ながら外の風が強いのを感じてドキッ！とした自分はきっとビビりなんだと思う
液体の場合熱伝導だけでなく物体そのものが移動することでも熱を運搬出来るからな
うすーくコアと殻にグリスを塗って、銀箔をサンドするようにしないと密着しないから熱移動を空気に阻害されるんだね、難しい！
銀箔を複数枚使うことで、その間に隙間が生じるせいで温度が下がらないんじゃないでしょうか？2枚使って温度が下がったということは厚みが足りなかったということなので、アルミ箔はどうでしょう？包装用は6-9μm、家庭用は12μmなのでちょうどいい厚みを探しやすいかと思います。銀でその厚さは特注しないとなさそうですしね。
もしできたらインジウムなどを用いたソルダリングをやってみてほしいです
液体金属も併用しましたか？
金属のヒートスプレッダの面に張り付いていないので、ソチラの平滑問題が大きそうです。
9枚も残っているなら、ヒートスプレッダに液体金属を載せて貼り付けましょう。
万力が有るなら、平滑圧着が出来ると思います。
多分。
平面を出す治具のほうが高いとは思いますが。
単純に考えると空気の層が二つに増えて伝導率は落ちる気が
mx4に銀箔を混ぜて塗ってみるなど色々な組み合わせで検証して欲しいです。
凹凸から生まれる空気層が熱の移動を邪魔してるのかな？
でも、なんか悔しいですね。
むかしノートPCでカーボングラファイトをグリス代わりに使われていたのが有りました。
なんと、連続稼働時間が6時間しかなく破壊されるので、その度に「製品保証期間で修理」に出していました。
明らかに設計ミスなのかな？（販売前に稼働試験くらいすれば良いのにね）
そのノートPCは廃版となり改良されました。（修理拒否も受けましたわ）
金箔は竹のピンセットみたいなので掴めばくっつきませんよ
素人考えでふと思ったんですが、殻とヒートシンクの熱伝導率っていかほどなんでしょう？
ダイから殻への熱伝導をどんなに上げても殻とヒートシンクの伝導率で頭打ちにならないんですかね？
あと、金属箔を扱う際は金属製より竹串など木や竹製のほうが扱いやすいですよ
切る際もカッターの歯で切るのではなく押し切るほうがきれいに切れます
最期にはハナクソのようになる金箔が悲しすぎる。( ´∀｀ )
「シート型液体金属グリス」なるものもありますよ。
鉛のような柔らかい金属で厚みをもたせたら密着するかもしれないですけど、今度は熱伝導率が心もとないし難しいなぁ
空想だけです。
ふと低温ハンダとかどうかなとか思いました。
材質によりお湯ぐらいで液体になるので…
銀粘土ってのがありますので試してみてはいかが？
シャバシャバなものからほんとに粘土っぽいのまでありますよ
液体金属をうすーく塗った銀箔を挟むとどうなるんだろう🤔密着性は液体金属で補いつつ、熱伝導は銀に任せるイメージ。
この人の声めっちゃ加瀬康之さんに似てる気がする 真似してみてほしい
残りの金箔は ごはんに全てかけて 頂きましょう！
翌日、トイレで キラキラした物を見て、一人で ほっこりする。
他には、前歯に張り付けて 金歯 銀歯 遊びをする。。。
液体金属にダイヤモンドパウダーを練り込んで使い易い粘度にしたらどうなるのでしょう？
オリジナルの液体金属よりも熱伝導率上がりますよね？
しかもペースト状だからシートのような接触問題は起きにくい。
ダイヤモンドがダマダマにならないように乳鉢等で丁寧にすり潰す必要はあるかと思いますが。
是非試して欲しいです。
グラファイン被膜を付けてみるは、如何でしょう？
グラフェンでした。 炭素なので熱伝導率よいみたいですよ。
炭素関連素材って熱伝導魅力的ですよね！色々調べてみます～！
金箔とCPUグリスを混ぜても良いかもですね~🤔
速攻性はないかもですが、しなやかとかではんく銀事態柔らかい素材なのでそのうちなじんでくるように思うのですが
どうでしょうか
コアとヒートシンクは液体金属で、ヒートシンクとアサシンの間に銀箔にしたらどうなります？
確かそんなように使う熱伝導シートありましたよね？
銀でソルダリングするのが良いんだろうね
放熱ファンの方のグリスをシートに変えてみたらどうなんだろう?
金箔は竹製の道具で扱うと良いみたいです
銀メッキの技術を使ってダイとヒートスプレダーをくっつけることはできないのでしょうか。メッキのプロと相談したらできるかも。
銀のシート高ええええぇぇ
金の同じ厚みだったらやばそうですね😅
切らずに折り曲げて使えないのかな？
次はカーボンナノチューブしかないですね！ｗ
箔扱う場合は金属ではなく竹のピンセットとかが基本じゃないですかね？
チョコレートの銀紙とアルミホイルで試してくださいw
ただ重ねるとどうしてもわずかでも空気が入ってしまうので妨げになると思いますがアルミの方が潰れそう
うすーくグリス塗るといいです
液体金属の間に銀の上澄み挟めばちょっとは違ったのかも。
かぶった人って、、、うどんの機材部屋か？？？？？？？？？？？
まぁ、金属箔が有効なら、経年劣化する熱伝導グリスさえ不要ですからねぇ。
6:58 Why paste again
気になったんですが
銀って熱伝導率は高いですが熱伝達が低かったりしませんかね?
詳しくないのでただの思いつきですいません
そろそろ液体金属CPUグリスを自作して販売しそう
分厚い金箔なら銀より柔らかい希ガス
密着性ですか
金粉とか銀粉を粘度のあるもの（既存のグリスとか）に混ぜて使うみたいな事はした事ありますか？
粉にすると物によってはかなり微細な物だった気がするんですが、ワンちゃん、、、？🐕
それがシルバーグリスとかナノダイヤモンドグリスなんですね
@@raisecolor8047 あー、もうそういった類の商品はるはあるんですね
勉強になりました。
ありがとです
BGMのピーピーって聞こえるのが気になります
金属箔は竹箸使わないといけないですね
アルミホイルでいいんじゃ…って思いましたw
ナノダイヤモンドの様にダイヤモンド入りグリス
シルバー入りグリス開発に発展とか？
高純度の銀入り熱伝導グリス？
純銀液体グリス？
これからの動画楽しみです
金蒸着か金スパッタにしましょう！
熱伝導の悪い空気がはいらないように、液状のものを使うのに銀箔それも重ねてつかったら空気入りたい放題じゃん。
反り問題も隙間ができて空気が入るのが問題だから、銀箔なんてだめで当然かと。
銀のシートに液体金属を塗ったら爆アドワンチャン
竹のピンセットとか使わないと静電気でひどい目に遭いますよ
予想通りとは言え、接地面積の重要さがよくわかる検証ですねぇ。
固体金属同士の表面ベタ付けなんて理想を実現出来る可能性は殻とクーラーの間くらい？
すごくお金かかってそう・・・
グリスを薄く塗って糊代わりにしたら良くなったりしないかな
結局グリスの熱伝導率にキャップされちゃうから
@@raisecolor8047
接地してない僅かな隙間を埋める程度に塗るのも駄目なんすかね
箔でダメとなるとのぞみをかけたくなるのは粉末の熱伝導体あたりですかね……？
粒度にもよるでしょうが、ある程度高い濃度で液体に溶いて塗布すれば微細な穴まで浸透してくれるかもしれません
揮発性の高い溶媒を使えば液体部分は起動後に乾いてくれるでしょうが、その際に気泡が入りそうなのでやっぱり色々難しそうですね
それはもうグリスなのでわ？
車輪の再発明…
ダイヤモンドグリスがそれかと思います
液体金属を「液体で出来た金属」って言ってるけど、なんか違うような、、、
指で触ると指のアブラがついて性能が落ちそう…
指脂とった？
銀箔じゃなくて水銀でチャレンジ
ほんとに検証してくださるとは...