ซิลิโคนเจลนำความร้อนและซิลิโคนจาระบีนำความร้อนต่างก็เป็นวัสดุเชื่อมประสานความร้อน (TIM)
Thermal gel เป็นวัสดุเชื่อมประสานความร้อนชนิดใหม่ที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม thermal grease เป็นวัสดุเก่าแก่ในตระกูลวัสดุเชื่อมประสานความร้อน
วัสดุเชื่อมประสานความร้อนทั้งสองชนิดอยู่ในรูปแบบเพสต์ ลูกค้าจำนวนมากมักไม่ชัดเจนเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่าง thermal gel และ thermal grease บางคนถึงกับยอมรับว่า ซิลิโคนเจลนำความร้อนคือซิลิโคนจาระบีนำความร้อน ซึ่งเป็นเพียงชื่อที่ต่างกัน ด้วยเหตุนี้ วันนี้ฉันจะพูดถึงความแตกต่างระหว่าง thermal gel และ thermal grease กับทุกคน
thermal gel คืออะไร?เจลนำความร้อนเป็นวัสดุนำความร้อนที่มีความหนืดสูงมาก ซึ่งทำโดยการผสมผงนำความร้อนหลายชนิดและซิลิโคนเจลนำความร้อนหลังจากบ่มเต็มที่ กระบวนการผลิตทั้งหมดดำเนินการในสภาวะสุญญากาศ ดังนั้นจึงไม่มีอากาศในวัสดุเจลนำความร้อน การบรรจุ thermal gel ส่วนใหญ่อยู่ในหลอดฉีดยา
ซีรีส์เจลนำความร้อนมีแบบหนึ่งส่วนและสองส่วนดังภาพด้านล่าง ซึ่งใช้สำหรับการนำความร้อนและการระบายความร้อนเพื่อช่วยให้ชิปของแล็ปท็อประบายความร้อน เช่น CPU หรือ GPU เป็นต้น
เราได้พูดถึง thermal gel ในรายละเอียดก่อนหน้านี้ ไปตรวจสอบ
ทำความเข้าใจเจลระบายความร้อน
thermal grease คืออะไร?Thermal grease เป็นวัสดุชนิดหนึ่งที่ใช้เติมช่องว่างระหว่าง CPU และฮีทซิงก์ วัสดุนี้ยังเรียกว่า thermal paste, thermal compound, thermal goop, thermal putty, heat sink compound และ GPU thermal paste เป็นต้น หน้าที่ของมันคือถ่ายเทความร้อนจาก CPU ไปยังฮีทซิงก์ รักษาอุณหภูมิของ CPU ให้อยู่ในระดับการทำงานที่เสถียร ป้องกัน CPU เสียหายเนื่องจากการระบายความร้อนที่ไม่ดี และยืดอายุการใช้งาน
ในการใช้งานการระบายความร้อนและการนำความร้อน แม้แต่พื้นผิวเรียบสองพื้นผิวที่เรียบมากก็ยังมีช่องว่างเมื่อสัมผัสกัน อากาศในช่องว่างเหล่านี้เป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดีและจะขัดขวางการนำความร้อนไปยังฮีทซิงก์ Thermal grease เป็นวัสดุที่สามารถเติมช่องว่างเหล่านี้และทำให้การนำความร้อนราบรื่นและเร็วขึ้น
มีซิลิโคนจาระบีหลายประเภทในตลาด และพารามิเตอร์และคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกันกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น บางชนิดเหมาะสำหรับการนำความร้อนของ CPU บางชนิดเหมาะสำหรับการนำความร้อนของหน่วยความจำ และบางชนิดเหมาะสำหรับการนำความร้อนของแหล่งจ่ายไฟ
Thermally conductive putty เป็นวัสดุซิลิโคนฉนวนที่มีค่าการนำความร้อนสูง ซึ่งแทบไม่เคยบ่ม และสามารถรักษาสถานะของจาระบีเมื่อใช้งานเป็นเวลานานที่อุณหภูมิ -40°C ถึง +200°C ไม่เพียงแต่มีฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม แต่ยังมีค่าการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม และในขณะเดียวกันก็มีการแยกน้ำมันต่ำ (ใกล้ศูนย์) ทนต่ออุณหภูมิสูงและต่ำ ทนน้ำ ทนโอโซน และทนต่อสภาพอากาศ
Heatsink paste สามารถนำไปใช้กับพื้นผิวสัมผัสระหว่างองค์ประกอบความร้อน (ท่อกำลัง, ไทริสเตอร์, เสาไฟฟ้าความร้อน ฯลฯ) และสิ่งอำนวยความสะดวกในการระบายความร้อน (ฮีทซิงก์, แผ่นระบายความร้อน, ตัวเรือน ฯลฯ) ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ได้อย่างกว้างขวาง บทบาทของตัวกลางถ่ายเทความร้อนและคุณสมบัติกันความชื้น กันฝุ่น ป้องกันการกัดกร่อน และกันกระแทก
เหมาะสำหรับการเคลือบพื้นผิวหรือการเท encapsulate ทั้งหมดของอุปกรณ์ไมโครเวฟต่างๆ เช่น การสื่อสารไมโครเวฟ อุปกรณ์ส่งสัญญาณไมโครเวฟ แหล่งจ่ายไฟพิเศษไมโครเวฟ และแหล่งจ่ายไฟที่เสถียร วัสดุซิลิโคนประเภทนี้ให้ค่าการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างความร้อน เช่น ทรานซิสเตอร์ ชุดประกอบ CPU เทอร์มิสเตอร์ เซ็นเซอร์อุณหภูมิ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ ตู้เย็นรถยนต์ โมดูลกำลัง หัวพิมพ์ ฯลฯ
ความแตกต่างระหว่าง thermal grease และ thermal gelThermal gel มีข้อได้เปรียบเหนือ thermal grease:
เจลนำความร้อนไม่ทำให้น้ำมันซิลิโคนตกตะกอน และเจลสามารถลอกออกและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เมื่อเจลนำความร้อนเชื่อมต่อกับฮีทซิงก์และชิป ต้องใช้แรงดันทำงานเพียงเล็กน้อย โดยทั่วไปน้อยกว่า 10psi มีความแข็งต่ำ งอได้ง่าย และมีช่วงอุณหภูมิทำงานกว้าง
จาระบีนำไฟฟ้าทำจากซิลิโคนอินทรีย์เป็นวัตถุดิบหลัก เติมวัสดุที่มีความทนความร้อนและค่าการนำความร้อนที่ดีเยี่ยมเพื่อทำสารประกอบคล้ายซิลิโคนจาระบีนำความร้อน
Thermal gel: เป็นสารประกอบนำความร้อนระดับสูง
Thermal grease มีค่าการนำความร้อนสูง นำความร้อนได้ดีเยี่ยม ฉนวนไฟฟ้าดี (เฉพาะซิลิโคนจาระบีฉนวนและนำความร้อน) อุณหภูมิการใช้งานกว้าง เสถียรภาพการใช้งานดี ความสม่ำเสมอต่ำ และประสิทธิภาพการก่อสร้างดี
Thermal gel: ผ่านปฏิกิริยาการควบแน่นของความชื้นในอากาศ ปล่อยโมเลกุลขนาดเล็กเพื่อทำให้เกิดการเชื่อมขวางและบ่ม จากนั้นวัลคาไนซ์เป็นอีลาสโตเมอร์ประสิทธิภาพสูง มีความทนทานต่อการสลับร้อนเย็นที่ดีเยี่ยม ทนต่อการเสื่อมสภาพ และคุณสมบัติฉนวนไฟฟ้า และมีความทนทานต่อความชื้น กันกระแทก ทนโคโรนา ทนการรั่วไหล และทนสารเคมีที่ดีเยี่ยม
Thermal paste ใช้สำหรับการเติมช่องว่างและการถ่ายเทความร้อนระหว่างทรานซิสเตอร์กำลังสูง สวิตช์ทรานซิสเตอร์ วงจรรวม และชิปอื่นๆ กับฮีทซิงก์ เช่น เพาเวอร์แอมป์ ทรานซิสเตอร์ หลอดอิเล็กตรอน CPU เป็นต้น
Thermal compound มีค่าการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม ทนอุณหภูมิสูง ทนต่อการเสื่อมสภาพ กันน้ำ ฉนวน และคุณสมบัติอื่นๆ ไม่ละลายในน้ำ ไม่ถูกออกซิไดซ์ง่าย และมีคุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ดังนั้นจึงสามารถปกป้องวงจรในขณะที่นำความร้อนและปรับปรุงเสถียรภาพของวงจร Thermal grease เป็นวัสดุนำความร้อนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าในปัจจุบัน
Thermal gel ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านชิป LED อุปกรณ์สื่อสาร CPU โทรศัพท์มือถือ โมดูลหน่วยความจำ IGBT และโมดูลกำลังอื่นๆ และเซมิคอนดักเตอร์กำลัง
วิธีการก่อสร้างที่แตกต่างกัน
- วิธีการก่อสร้างที่แตกต่างกัน
วิธีการก่อสร้างของ thermal gel ดีกว่า thermal grease
จาระบีระบายความร้อนแตกต่างจากเจลระบายความร้อนในแง่ของสูตรหรือกระบวนการผลิตของตัวจาระบีระบายความร้อนเอง วิธีการบรรจุภัณฑ์ที่รวมถึงจาระบีระบายความร้อนก็เป็นแบบกระป๋องธรรมดาเช่นกัน
วิธีการก่อสร้างแบบดั้งเดิมของจาระบีระบายความร้อนคือการพิมพ์สกรีน และลูกค้าบางรายเพียงแค่ทาและเกลี่ยให้สม่ำเสมอ แต่วิธีการก่อสร้างที่เรียบง่ายเช่นนี้ก็ยังต้องดำเนินการด้วยมือ
การก่อสร้างเจลระบายความร้อนสามารถทำได้โดยตรงด้วยเครื่องจ่ายอัตโนมัติ ซึ่งเป็นการยุติประวัติศาสตร์ที่วัสดุเชื่อมประสานความร้อนไม่สามารถทำเป็นระบบอัตโนมัติได้
ด้วยวิธีนี้ เจลนำความร้อนจึงสัมผัสกับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ดีในระหว่างการประกอบ แสดงให้เห็นถึงความต้านทานความร้อนจากการสัมผัสที่ต่ำและคุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าที่ดี
พูดง่ายๆ ก็คือ เจลระบายความร้อนสามารถก่อสร้างได้ด้วยกระบวนการจ่ายอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ในขณะที่จาระบีระบายความร้อนสามารถก่อสร้างได้ด้วยมือเท่านั้น
- อายุการใช้งานที่แตกต่างกัน
อายุการใช้งานของเจลระบายความร้อนยาวนานกว่าจาระบีระบายความร้อน
เจลระบายความร้อนไม่แห้งเป็นเวลานานและสามารถบีบอัดได้ไม่จำกัด สามารถรับประกันอายุการใช้งานมากกว่า 10 ปี ผู้ผลิตบางรายเรียกเจลระบายความร้อนว่าแผ่นซิลิโคนระบายความร้อนแบบของเหลว
แต่อายุการใช้งานของจาระบีซิลิโคนนำความร้อน (ผงสำหรับอุดรูนำความร้อน) สั้นกว่าวัสดุเชื่อมประสานความร้อนทั้งหมด หลังจากใช้งานไปครึ่งปี จาระบีซิลิโคนนำความร้อนจะเริ่มแห้งช้าๆ และสามารถกลายเป็นผงได้อย่างสมบูรณ์ภายใน 2 ปี เมื่อบีบมันจะกลายเป็นฝุ่น และจาระบีซิลิโคนนำความร้อนก็สูญเสียการนำความร้อนไปด้วย นี่คือจุดสิ้นสุดของอายุการใช้งานของจาระบีระบายความร้อน นี่เป็นกรณีที่จาระบีซิลิโคนนำความร้อนมักถูกบ่น และยังเป็นคอขวดร้ายแรงในการพัฒนาจาระบีซิลิโคนนำความร้อนอีกด้วย
มีความแตกต่างมากมายระหว่างเจลระบายความร้อนและจาระบีระบายความร้อน เช่น ความต้านทานความร้อน ความหนา และอื่นๆ ดังนั้น หลักฐานประเภทนี้แสดงให้เห็นว่าเจลระบายความร้อนไม่ใช่จาระบีระบายความร้อน และทั้งสองมีประโยชน์ในตัวของมันเอง ลูกค้าสามารถเลือกใช้เจลระบายความร้อนหรือจาระบีระบายความร้อนหรือวัสดุนำความร้อนอื่นๆ ตามลักษณะผลิตภัณฑ์และข้อกำหนดด้านโครงสร้าง
