บล็อก เกี่ยวกับ การวิเคราะห์ความเข้าใจผิดของวิศวกร 90% ในการเลือกแผ่นซิลิกานำความร้อน

วิศวกรส่วนใหญ่มีทัศนคติที่ตายตัวเมื่อเลือกแผ่นซิลิโคนนำความร้อน โดยยึดหลัก "ความต้านทานความร้อนที่ต่ำลง" เพียงอย่างเดียว แม้ว่าจะปฏิเสธไม่ได้ว่าความต้านทานความร้อนต่ำเป็นข้อได้เปรียบหลักของวัสดุระบายความร้อน แผ่นซิลิโคนระบายความร้อนไม่ควรเป็นไปตามตรรกะในการเลือกแบบเดียวกันกับวัสดุระบายความร้อนที่มีอินเทอร์เฟซแบบบาง

แตกต่างจากจาระบีระบายความร้อน วัสดุเปลี่ยนเฟส หรือตัวกลางระบายความร้อนแบบบางอื่นๆ ความแข็งแรงหลักของแผ่นซิลิโคนระบายความร้อนไม่ได้ต้านทานความร้อนต่ำเป็นพิเศษ ค่าหลักอยู่ที่ความหนาที่ควบคุมได้และความสามารถในการอัดที่ดีเยี่ยม ซึ่งช่วยให้สามารถเติมเต็มช่องว่างทางโครงสร้างระหว่างส่วนประกอบ ชดเชยการเปลี่ยนแปลงความสูง รับประกันการสัมผัสพื้นผิวทั้งหมด และสร้างเส้นทางการถ่ายเทความร้อนที่มั่นคงในระยะยาว

ดังนั้น ลำดับความสำคัญในการเลือกที่ถูกต้องสำหรับแผ่นซิลิโคนระบายความร้อนควรเป็น: ความเข้ากันได้ของช่องว่างก่อน ประสิทธิภาพการบีบอัดเป็นอันดับสอง โดยคำนึงถึงความต้านทานความร้อนเป็นลำดับรอง

วัสดุความต้านทานต่ำ เช่น จาระบีระบายความร้อน วัสดุเปลี่ยนเฟส และโลหะเหลว เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอินเทอร์เฟซแบนระดับไมครอน บางเฉียบ โดยทั่วไปจะใช้ในกรณีที่ชิปติดแน่นกับแผงระบายความร้อน ในการใช้งานเหล่านี้ เป้าหมายหลักคือการกำจัดช่องว่างอากาศเล็กๆ ที่เกิดจากความผิดปกติระดับจุลภาคบนพื้นผิวสัมผัส การคัดเลือกมุ่งเน้นไปที่ความเข้ากันได้กับฟิล์มบาง ความสามารถในการเปียกของพื้นผิว ความต้านทานความร้อนเมื่อสัมผัสต่ำ และความเสถียรในระยะยาว เพื่อให้มั่นใจว่าจะไม่ทำให้แห้ง น้ำมันรั่วไหล หรือการปั๊ม

อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้มีข้อจำกัดที่ชัดเจน: ไม่สามารถรองรับช่องว่างของโครงสร้างขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ได้ ความเสถียรจะลดลงอย่างมากเมื่อทาในชั้นที่หนาขึ้น และไม่มีการรองรับโครงสร้าง นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมสื่อชนิดบางที่มีความต้านทานต่ำจึงไม่สามารถทดแทนแผ่นซิลิโคนระบายความร้อนได้

สถานการณ์การใช้งานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแผ่นซิลิโคนระบายความร้อนคือช่องว่างของโครงสร้างขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ 0.5 มม. หรือมากกว่า มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อเติมเต็มช่องว่างในการประกอบระหว่างส่วนประกอบกำลัง (เช่น ชิปที่ติดตั้งบน PCB, ตัวเหนี่ยวนำ, MOSFET) และตัวเรือนอุปกรณ์หรือโมดูลแผงระบายความร้อน ช่วยชดเชยความแตกต่างของความสูงของส่วนประกอบ ความคลาดเคลื่อนของการออกแบบ และการวางแนวที่ไม่ตรงระหว่างการประกอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กล่าวโดยสรุป พวกเขาไม่ได้จัดการกับความต้านทานความร้อนจากการสัมผัสเล็กน้อยบนอินเทอร์เฟซแบบเรียบ แต่แก้ปัญหาที่สำคัญของความไม่ต่อเนื่องทางความร้อนที่เกิดจากช่องว่างของโครงสร้างแทน ด้วยการจับคู่ความหนาที่แม่นยำและการเปลี่ยนรูปการบีบอัดที่ควบคุมได้ อุปกรณ์เหล่านี้จะเติมเต็มช่องว่างของอุปกรณ์ กระชับส่วนต่อประสาน สร้างเส้นทางระบายความร้อนที่มั่นคงและมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็ให้การกันกระแทก การดูดซับแรงกระแทก และการรองรับโครงสร้างเสริม

ละทิ้งแนวคิด "ต้านทานความร้อนเท่านั้น" ในการเลือกแผ่นซิลิโคนระบายความร้อนที่เหมาะสม ให้มุ่งเน้นไปที่ขนาดแกนหลักสี่มิติเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดและทำให้ถูกต้องในครั้งแรก:

สรุป: กำหนดการใช้งานก่อน จากนั้นจึงประเมินพารามิเตอร์—สิ้นสุดการเลือกแบบ Blind Selection แผ่นซิลิโคนนำความร้อนไม่ได้คำนึงถึงความต้านทานความร้อน แต่ไม่ควรประเมินตามความต้านทานความร้อนเพียงอย่างเดียว สำหรับอินเทอร์เฟซแบบบาง ควรใช้ช่องว่างขนาดเล็ก และพื้นผิวเรียบที่เข้ากันดี จาระบีระบายความร้อน วัสดุเปลี่ยนเฟส หรือโลหะเหลว ในกรณีที่มีช่องว่างทางโครงสร้างที่เห็นได้ชัดเจน จำเป็นต้องมีการเชื่อมด้วยแรงอัด ต้องการความเสถียรทางความร้อนในระยะยาว และฉนวน การกันกระแทก หรือความทนทานต่อการประกอบเป็นสิ่งสำคัญ แผ่นซิลิโคนนำความร้อนจะกลายเป็นทางออกที่ดีที่สุด ตรรกะในการเลือกที่ถูกต้องคือการกำหนดสถานการณ์การใช้งานและรูปแบบของวัสดุที่เหมาะสมก่อน จากนั้นจึงจับคู่พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความต้านทานความร้อนและความแข็ง วิธีการนี้มีความน่าเชื่อถือมากกว่าและเหมาะสมกับสภาวะในโลกแห่งความเป็นจริงมากกว่าการต้านทานความร้อนต่ำแบบสุ่มสี่สุ่มห้า