質問: 通電実験の出来る絶縁性のある最適な冷却液について 電子基板を冷却液に漬けて、-20°C近辺で通電実験を家庭内でしたいと考えています。 その目的に一番良い冷却液を探しています。 自分は、化学・電気電子・物理には素人なので、ご存じの方がいらっしゃったらご教授願えたらと思います。 #カテゴリ違いだったらどうしよう、、、? 1.目的 通電していて発熱部分も有る、集積回路・基盤・コンデンサ・コネクタ・ケーブル等からなる、電子機器の冷却に適した液体の選定です。 2.環境 電子機器の基盤の底面は約30cm×約25cmで、高さは最大でも20cm以下です。 約-20°Cの冷却装置のついた、上面に蓋のある容器に冷却液を入れて使用します(早い話が冷凍庫です)。 蓋は密閉ではなく、通常閉じていますが、中の様子を見るために開けたりもします。 容器は、常温常圧の大気内に設置します。 部分的・一時的に高温(大気中の場合、最大100°C位になります)となる電子機器が有ります。 それらは冷却液内でも、局所的にでも70°Cは越えない必要があります。 電子機器の電力供給・制御などのため、容器外とケーブルを通じてつながっています。 電子機器自身は、-20°Cでも問題ないものとします。 厳密な工業設備ではなく、家庭内で行われる小規模な実験です。 選択肢は広くとりたいので、とりあえず予算制限はありません。 3.その他 この質問のタイトルは表記の通りですが、本来の目的は上述の通り電子機器の冷却です。 冷却液の選択以外にも、何か良い方法・器具・対策素材などございましたらご連絡ください。 また足りない情報がありましたら回答いたしますので、どうぞご連絡ください。 以上よろしくお願いいたします。 以下、補足です。 4.素人ながら考えた項目 4-1.蒸発対策 もし蒸発速度が早い冷却液の場合、高価だったり、毒性が高い物だったりしたら良くないので、蒸発対策をしなければとも考えてます。 良い方法がありましたら、ご教授ください。 今のとこ、現在考えているのは、以下の3つ方法の併用です。 4-1-1.液面の表面積を減らします。この場合、-20°Cという温度で、どの様な素材が液面を覆うのに最適かを知りたいと思います。 4-1-2.容器内の気体部分(液面から蓋の間の空間)を、冷却液の飽和蒸気圧に近づけます。(その為の自然蒸発量は許容します。) 4-1-3.飽和蒸気圧に近づいた蒸発した対象が、拡散しないように、(密閉は出来ませんが)蓋をして、可能な限り開けないようにします。 4-2.吸湿対策 もし吸湿速度の早い冷却液の場合、絶縁性が損なわれる可能性があるので、吸湿対策をしなければとも考えています(素人想像?)。 対策案は、、、思い浮かびません。 4-3.粘度 対流による熱の移動を考慮すると、-20°Cという環境でも粘度が低い方が良いのでは無いかと想像します。 もっとも、粘度が高くてもそれ以上に放射や伝導性能が良ければ問題ないとも考えています。 4-4.環境対策 一応こういうご時勢なので、環境に優しい素材で(笑)。 5.候補? 色々調べていると、以下のような名前が挙がりました。 しかし比較しようにも、そもそも素材のイメージが付かず、種類・特性が膨大で、手に負えませんでした。 絶縁油 塩化カルシウム溶液29.6% エタノール59% プロプレングリコール60% エチレングリコール70% ガルデン フロリナート hfe(ハイドロフルオロエーテル) シリコンオイル 勿論、これら以外の冷却液でも全く問題有りません。
回答: すでに候補としてお考えの「ガルデン」ならば全く問題ないと思われます。液相温度衝撃試験に使用した経験がございます。(そのときは高温側260°C、低温側-25°Cでした) 他のものは経験ないので、わかりません。値段的に安いという意味ではシリコーンも使いたくなる材料ではありますが。 吸湿性のものは電子機器をひどく傷める可能性がありますので、そこがどうかを液選択の判断材料にされるといいのではないでしょうか。(吸湿対策しなければならないものは最初から使わないということですね) 絶縁油は温度によって(-20°Cにもなると)粘度が非常に高くなる場合があるのと、成分によっては電子機器に使われている高分子材料を膨潤させる(劣化させる)ので、安心して使えないというのが私個人のイメージです。以上、ご参考まで。