ซิลิโคนเจลนําความร้อนและจาระบีซิลิโคนนําความร้อนเป็นวัสดุเชื่อมต่อความร้อน (TIM)
เจลความร้อนเป็นวัสดุอินเทอร์เฟซความร้อนชนิดใหม่ที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม จาระบีความร้อนเป็นวัสดุชั้นบนที่นําความร้อนมานาน
วัสดุอินเทอร์เฟซความร้อนทั้งสองชนิดอยู่ในรูปแบบกาว ลูกค้าหลายรายมักไม่เข้าใจความแตกต่างระหว่างเจลความร้อนกับจาระบีความร้อน บางคนถึงกับยอมรับว่าเจลซิลิโคนที่นําความร้อนคือจาระบีซิลิโคนที่นําความร้อน ซึ่งเป็นชื่อที่ต่างออกไป ด้วยเหตุนี้ วันนี้ผมจะมาพูดคุยเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างเจลความร้อนกับจาระบีความร้อนกับทุกคน
เจลความร้อนคืออะไร?เจลนําความร้อนเป็นวัสดุนําความร้อนที่มีความหนืดสูงมาก ซึ่งผลิตโดยการผสมผงนําความร้อนหลากหลายชนิดและซิลิกาเจลนําความร้อนหลังจากบ่มสนิทแล้ว กระบวนการผลิตทั้งหมดจะเสร็จสมบูรณ์ในสภาวะสุญญากาศ ดังนั้นจึงไม่มีอากาศในวัสดุเจลที่นําความร้อน บรรจุภัณฑ์เจลความร้อนส่วนใหญ่จะอยู่ในไซริงค์
ซีรีส์เจลนําความร้อนมีหนึ่งส่วนและสองส่วนตามภาพด้านล่าง ซึ่งใช้สําหรับการนําความร้อนและระบายความร้อนเพื่อช่วยให้ชิปของแล็ปท็อประบายความร้อน เช่น CPU หรือ GPU เป็นต้น
เราเคยพูดถึงเจลความร้อนอย่างละเอียดก่อนหน้านี้ ไปที่ตรวจสอบ
ทําความเข้าใจเกี่ยวกับเจลความร้อน
จาระบีความร้อนคืออะไร?จาระบีความร้อนเป็นวัสดุชนิดหนึ่งที่ใช้เติมช่องว่างระหว่างซีพียูกับฮีทซิงค์ วัสดุนี้ยังเรียกอีกชื่อว่า กาวระบายความร้อน, สารผสมความร้อน, กาวความร้อน, สารระบายความร้อน, สารระบายความร้อน และกาวระบายความร้อน GPU เป็นต้น หน้าที่ของมันคือการถ่ายเทความร้อนจาก CPU ไปยังฮีทซิงค์ รักษาอุณหภูมิของ CPU ให้คงที่ ป้องกันความเสียหายจากการระบายความร้อนที่ไม่ดี และยืดอายุการใช้งาน
ในการประยุกต์ใช้การระบายความร้อนและการนําความร้อน แม้แต่พื้นผิวเรียบสองแผ่นที่มีพื้นผิวเรียบมากก็ยังมีช่องว่างเมื่อสัมผัสกัน อากาศในช่องว่างเหล่านี้เป็นตัวนําความร้อนที่ไม่ดีและจะขัดขวางการนําความร้อนไปยังฮีทซิงก์ จาระบีความร้อนเป็นวัสดุที่สามารถเติมเต็มช่องว่างเหล่านี้และทําให้การนําความร้อนเป็นไปอย่างราบรื่นและรวดเร็วยิ่งขึ้น
มีจาระบีซิลิโคนหลายประเภทในตลาด และพารามิเตอร์กับคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกันจะกําหนดการใช้งานที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น บางรุ่นเหมาะสําหรับการนําความร้อนของ CPU บางประเภทเหมาะสําหรับการนําความร้อนจากหน่วยความจํา และบางประเภทเหมาะสําหรับการนําความร้อนจากพลังงาน
ดินน้ํามันนําความร้อนเป็นวัสดุซิลิโคนฉนวนที่มีการนําความร้อนสูง ซึ่งแทบจะไม่แห้งตัวเลย และสามารถรักษาสภาพของจาระบีไว้ได้เมื่อใช้งานเป็นเวลานานที่อุณหภูมิ -40°C ถึง +200°C ไม่เพียงแต่มีฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม แต่ยังมีความนําความร้อนที่ยอดเยี่ยม และในขณะเดียวกันยังมีการแยกน้ํามันต่ํา (ใกล้เคียงศูนย์) ทนต่ออุณหภูมิสูงและต่ํา ทนต่อน้ํา ทนต่อโอโซน และทนต่อสภาพอากาศ
ซิลิโคนฮีทซิงค์สามารถนําไปใช้กับพื้นผิวสัมผัสระหว่างองค์ประกอบความร้อน (หลอดพลังงาน, ไทริสเตอร์, เสาความร้อนไฟฟ้า ฯลฯ) กับอุปกรณ์ระบายความร้อน (ฮีทซิงค์, ฮีทซิงค์, เปลือก ฯลฯ) ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ บทบาทของสื่อกลางถ่ายเทความร้อนและประสิทธิภาพของการกันความชื้น ฝุ่น ป้องกันการกัดกร่อน และกันกระแทก
เหมาะสําหรับการเคลือบผิวหรือการเคลือบอุปกรณ์ไมโครเวฟหลากหลายประเภท เช่น การสื่อสารไมโครเวฟ อุปกรณ์ส่งไมโครเวฟ แหล่งจ่ายไฟพิเศษไมโครเวฟ และแหล่งจ่ายไฟแบบเสถียร วัสดุซิลิคอนชนิดนี้ให้การนําความร้อนที่ยอดเยี่ยมสําหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างความร้อน เช่น: ทรานซิสเตอร์, ชุดซีพียู, เทอร์มิสเตอร์, เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ, ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์, ตู้เย็นยานยนต์, โมดูลพลังงาน, หัวพิมพ์ ฯลฯ
ความแตกต่างระหว่างจาระบีความร้อนกับเจลความร้อนเจลความร้อนมีข้อได้เปรียบเหนือไขมันความร้อน:
เจลนําความร้อนไม่ทําให้น้ํามันซิลิโคนตกตะกอน และเจลสามารถลอกออกและนํากลับมาใช้ใหม่ได้ เมื่อเจลนําความร้อนเชื่อมต่อกับฮีทซิงก์และชิป จะใช้แรงดันทํางานเพียงเล็กน้อย โดยทั่วไปไม่เกิน 10psi ความแข็งต่ํา ง่ายต่อการงอ และมีเขตอุณหภูมิการทํางานกว้าง
จาระบีนําไฟฟ้าผลิตจากซิลิโคนอินทรีย์เป็นวัตถุดิบหลัก โดยเพิ่มวัสดุที่ทนต่อความร้อนและนําความร้อนได้ดี เพื่อสร้างสารประกอบคล้ายจาระบีซิลิโคนที่นําความร้อน
เจลความร้อน: เป็นสารประกอบนําความร้อนระดับพรีเมียม
จาระบีความร้อนมีความนําความร้อนสูง การนําความร้อนยอดเยี่ยม ฉนวนไฟฟ้าดี (เฉพาะจาระบีซิลิโคนที่นําความร้อนได้) อุณหภูมิการใช้งานกว้างขวาง ความมั่นคงในการใช้งานดี ความสม่ําเสมอต่ํา และประสิทธิภาพการก่อสร้างที่ดี
เจลความร้อน: ผ่านปฏิกิริยาการควบแน่นของความชื้นในอากาศ โมเลกุลต่ําจะถูกปล่อยออกมาเพื่อทําให้เกิดการเชื่อมโยงข้ามและการแข็งตัว จากนั้นจะถูกวุลคาไนซ์เป็นอีลาสโตเมอร์ประสิทธิภาพสูง มีคุณสมบัติทนต่อความเย็นและความร้อนสลับกัน ทนต่อการเสื่อมสภาพ และมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าได้อย่างยอดเยี่ยม และมีคุณสมบัติทนทานต่อความชื้น ทนต่อแรงกระแทก ทนต่อโคโรนา ทนต่อการรั่วไหล และสารเคมีได้อย่างยอดเยี่ยม
ซิลิโคนระบายความร้อนใช้สําหรับเติมช่องว่างและการถ่ายเทความร้อนระหว่างทรานซิสเตอร์กําลังสูง หลอดสวิตช์ วงจรรวม และชิปหรือฮีทซิงค์อื่น ๆ เช่น แอมพลิฟายเออร์กําลัง ทรานซิสเตอร์ หลอดอิเล็กทรอนิกส์ ซีพียู เป็นต้น
สารประกอบความร้อนมีคุณสมบัติการนําความร้อนที่ยอดเยี่ยม ทนต่ออุณหภูมิสูง ต้านรอย กันน้ํา ฉนวน และคุณสมบัติอื่น ๆ ไม่ละลายน้ํา ไม่ง่ายต่อการเกิดการออกซิไดซ์ และมีคุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ช่วยปกป้องวงจรในขณะที่นําความร้อน และช่วยเพิ่มความเสถียรของวงจร จาระบีความร้อนเป็นวัสดุที่นําความร้อนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าในปัจจุบัน
เจลความร้อนถูกใช้อย่างแพร่หลายในสาขาชิป LED อุปกรณ์สื่อสาร ซีพียูโทรศัพท์มือถือ โมดูลหน่วยความจํา IGBT และโมดูลพลังงานอื่น ๆ รวมถึงเซมิคอนดักเตอร์กําลัง
วิธีการก่อสร้างที่แตกต่างกัน
- วิธีการก่อสร้างที่แตกต่างกัน
วิธีการสร้างเจลความร้อนดีกว่าจาระบีความร้อน
จาระบีความร้อนแตกต่างจากเจลความร้อนในแง่ของสูตรหรือกระบวนการผลิตจาระบีความร้อนเอง วิธีการบรรจุรวมถึงจาระบีความร้อนก็เป็นแบบกระป๋องง่าย ๆ เช่นกัน
วิธีการก่อสร้างจาระบีความร้อนแบบดั้งเดิมคือการพิมพ์สกรีน และลูกค้าบางรายก็แค่ทาและขูดให้สม่ําเสมอ แต่วิธีการก่อสร้างที่เรียบง่ายเช่นนี้ต้องดําเนินการด้วยมือด้วย
โครงสร้างเจลความร้อนสามารถทําได้โดยตรงจากเครื่องจ่ายอัตโนมัติ ซึ่งยุติประวัติศาสตร์ที่ว่าวัสดุอินเทอร์เฟซความร้อนไม่สามารถทํางานอัตโนมัติได้
ด้วยวิธีนี้ เจลนําความร้อนจะสัมผัสกับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างดีในระหว่างการประกอบ แสดงความต้านทานความร้อนต่ําและคุณสมบัติการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี
พูดง่าย ๆ คือ เจลความร้อนสามารถผลิตได้ด้วยกระบวนการจ่ายอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ในขณะที่จาระบีความร้อนสามารถผลิตได้เฉพาะด้วยมือเท่านั้น
- ชีวิตการทํางานที่แตกต่างกัน
อายุการใช้งานของเจลความร้อนยาวนานกว่าจาระบีความร้อน
เจลความร้อนจะไม่แห้งนานและสามารถบีบอัดได้ไม่จํากัด สามารถรับประกันอายุการใช้งานมากกว่า 10 ปี ผู้ผลิตบางรายเรียกเจลความร้อนว่า แผ่นซิลิกาความร้อนแบบของเหลว
แต่อายุการใช้งานของจาระบีซิลิโคนนําความร้อน (ดินแปะนําความร้อน) สั้นกว่าวัสดุอินเทอร์เฟซความร้อนทั้งหมด หลังจากใช้งานไปครึ่งปี จาระบีซิลิโคนที่นําความร้อนจะเริ่มแห้งช้า ๆ และสามารถเปลี่ยนเป็นผงได้ภายใน 2 ปี มันจะกลายเป็นฝุ่นเมื่อคุณบีบมัน และจาระบีซิลิโคนที่นําความร้อนก็สูญเสียการนําความร้อนเช่นกัน นี่คือจุดสิ้นสุดของอายุการใช้งานของจาระบีความร้อน นี่ก็เป็นกรณีที่มักมีการบ่นเกี่ยวกับจาระบีซิลิโคนนําความร้อน และยังเป็นคอขวดร้ายแรงในการพัฒนาจาระบีซิลิโคนนําความร้อน
มีความแตกต่างมากมายระหว่างเจลความร้อนกับจาระบีความร้อน เช่น ความต้านทานความร้อน ความหนา และอื่น ๆ ดังนั้น หลักฐานประเภทนี้จึงแสดงให้เห็นว่าเจลความร้อนไม่ใช่จาระบีความร้อน และทั้งสองก็มีประโยชน์ของตัวเอง ลูกค้าสามารถเลือกใช้เจลความร้อน จาระบีความร้อน หรือวัสดุนําความร้อนอื่น ๆ ตามลักษณะและข้อกําหนดโครงสร้างของผลิตภัณฑ์
