บอกว่าเก่งคอม ดันไม่รู้เรื่อง Thermal Pad

3 ปีที่ผ่านมา

โดย เจ้าของร้าน

Thermal Pad พระรองที่สำคัญกว่าพระเอกในยุค Crypto 
มาถึงตอนที่ 4 กันแล้ว ตอนนี้จะให้ข้อมูลของ Thermal Pad เท่านั้น สำหรับใครที่ยังตามไม่ทันรบกวนกลับไปอ่านเนื้อหาตั้งแต่ตอนที่ 1 จะดีที่สุดครับ ค่อยๆเก็บความรู้ไป

Thermal Pad อันนี้เป็นชื่อที่เราได้ยินกันบ่อยที่สุด ทั้งนี้ยังมีชื่อเรียกอื่นที่ใช้กันโดยทั่วไปคือ Thermal Conductive Pad, Thermal Filler gap, Thermal gap pad, Thermally Conductive Pad ซึ่งหน้าที่ของ Thermal pad จะคล้ายการทำงานของ Thermal paste คือการเป็นตัวประสานเพื่อถ่ายเทความร้อนจากแหล่งความร้อนไปยังตัวระบายความร้อน เพื่อป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์จากความร้อนสูงเกินไป โดยการอุดช่องว่างเล็กๆ และถ่ายเทความร้อนออกไป โดยช่องว่างเหล่านี้มีข้อจำกัดที่ไม่สามารถเติมเต็มได้ด้วย Thermal Paste โดยค่าความสามารถในการนำความร้อนจะใช้หน่วยเดียวกันคือ วัตต์/เมตร-เคลวิน ซึ่งตัวเลขมากขึ้นก็จะสามารถถ่ายเทความร้อนได้เร็วขึ้นนั่นเอง

โดยปกติแล้ว Thermal Pad จะมีราคาสูงกว่า Thermal Paste ประมาณ 2-5 เท่าเมื่อเทียบกับน้ำหนัก เพราะมีขั้นตอนการผลิตที่ต้องอัดขึ้นเป็นแผ่นและการรีดปรับความหนาให้ตรงตามสเปกมากที่สุด และที่สำคัญคือส่วนประกอบในการใช้เป็นตัวนำความร้อนที่จะกระทบโดยตรงกับต้นทุนการผลิต

แล้ว Thermal Pad มีกี่แบบกัน?
ถ้านับตามข้อมูลในท้องตลาดตอนนี้และประสบการณ์ที่ได้เก็บเกี่ยวมาน่าจะมีอยู่หลากหลายแบบ แต่เอาเป็นว่าถ้าเราจัดกลุ่มหลักก่อน 2 กลุ่มแล้วค่อยบอกในกลุ่มย่อยต่อน่าจะง่ายกว่า ดังนั้นจะขอแบ่งเป็นกลุ่มที่มีซิลิโคนเป็นส่วนประกอบและกลุ่มไม่มีซิลิโคนเป็นส่วนประกอบ

1.กลุ่มไม่มีซิลิโคนเป็นส่วนประกอบ
1.1 กลุ่มโลหะเหลว (Liquid Metal) ถ้าใครจำกันได้ในตอนที่แล้วคือ Thermal paste ที่เป็นกลุ่มโลหะเหลว สำหรับ Thermal pad ก็มีการผลิตออกมาเช่นกันและมีเงื่อนไขและข้อจำกัดในการใช้งานคล้ายกัน ส่วนใหญ่จะไม่ได้ใช้เป็นตัวเติมเต็ม (Fill Gap) แต่จะเป็นเพื่อความสะดวกในการใช้งานมากกว่าสำหรับจุดที่มีความร้อนสูง พร้อมทั้งต้อง Burn-In ในครั้งแรกเพื่อการใช้งาน ส่วนใหญ่แล้วกลุ่มนี้จะประกอบด้วย INDIUM, COPPER จะไม่มี GALLIUM เป็นส่วนประกอบเนื่องจากไม่สามารถคงตัวเป็นของแข็งได้ ทั้งนี้ก็ยังคงมีความสามารถในการนำไฟฟ้าอยู่เช่นเดิม

2.กลุ่มมีซิลิโคนเป็นส่วนประกอบ
กลุ่มซิลิโคนนับว่าเป็นกลุ่มที่มีความแพร่หลายมากคล้ายกับ Thermal paste และยังสามารถปรับให้ประสิทธิภาพสูงได้ สามารถผลิตได้หลากหลายความหนาและมีระดับการบีบอัดที่สูง (ความสามารถในการให้ตัว) แม้ว่าจะนำความร้อนได้ดีแต่ก็ต้องดูส่วนประกอบหลักด้วยเช่นกันเพราะบางตัวก็นำไฟฟ้านะจ๊ะ 
ส่วนเนื้อ Silicone นั้นจะมีหลากหลายตัวมาก ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตเลือกจะเอามาใช้ในสูตร ซึ่งจะให้ผลเรื่องความอ่อนนิ่มและระดับการเป็นชนวนความร้อนด้วยเช่นกัน อาทิ Methyl Silicone, Dimethicone, VINYLMETHOXYSILOXANE

การที่เป็นกลุ่มซิลิโคนเราจะพบปัญหาเรื่องน้ำมันจากเบสของซิลิโคนแยกตัวออกมาได้บ้าง ยิ่งเป็นสินค้าที่เป็นเกรดต่ำๆจะมีสัดส่วนเบสจากซิลิโคนสูงและค่าการนำความร้อนต่ำ จะพบน้ำมันแยกตัวไหลมามากเมื่อผ่านความร้อนสูงเป็นเวลานาน ถือเป็นเรื่องปกติ ส่วนถ้ามีส่วนผสมของเบสซิลิโคนน้อยจะพบว่าจะมีการแยกน้ำมันน้อยมากเช่นกัน ส่วนปัญหาที่ตามก็คือฝุ่นจะมาเกาะกับน้ำมันเหล่านั้นเป็นคราบเกาะแน่นที่พื้นผิว

2.1 กลุ่มอลูมินั่มออกไซด์ จัดว่าเป็นกลุ่มที่มีการผลิตออกมาค่อนข้างแพร่หลายมาก ส่วนประกอบหลักจะเป็นอลูมินั่มออกไซด์ซึ่งสามารถนำความร้อนได้ดี ต้นทุนการผลิตจะไม่สูงมากนักสามารถกำหนดค่าการนำความร้อนในสูตรการผลิตได้ค่อนข้างกว้างตามแต่ความบริสุทธิ์ของส่วนประกอบหลักและมีข้อดีคือไม่นำไฟฟ้า พบเห็นได้ทั่วไปในท้องตลาด ประสิทธิภาพและคุณภาพตามราคา แต่ก็ตรวจสอบได้ค่อนข้างยาก แนะนำซื้อจากแบรนด์ที่มีมาตฐานเหมือนกลุ่ม Thermal Paste ดีที่สุด

2.2 กลุ่มอลูมินั่มไนไตรด์ เป็นตัวที่ให้ประสิทธิภาพสูงมากขึ้นกว่าจากอลูมินั่มออกไซด์ ถ้าเรายังจำในตอนที่ 2 ได้ สามารถนำความร้อนได้สูงกว่า 7-10 เท่า โดยในสูตรการผลิตจะมีการใช้ Fiber glass ร่วมด้วยเพื่อรักษาโครงสร้าง เวลาเลือกใช้จะต้องพิจารณาความหนาให้แม่นยำแม้จะนำความร้อนได้สูงแต่เนื้อจะค่อนข้างแข็งกว่าเช่นกัน รองรับการบีบอัดได้น้อยลง และกลุ่มนี้ก็ไม่นำไฟฟ้า ในตลาดบ้านเราเริ่มมีเข้ามาจำหน่ายบ้างแล้ว ราคาจะสูงกว่ากลุ่มอลูมินั่มออกไซด์ 10-15% ซึ่งถือว่ายอมรับได้

2.3 กลุ่มกราไฟต์และคาร์บอน เป็นกลุ่มที่มีประสิทธิภาพสูงมาก เนื้อจะแข็งกว่าและรองรับการบีบอัดได้น้อย การผลิตจะมีแค่แผ่นบางๆเท่านั้น และในการใช้งานก็ต้องการพื้นผิวที่ค่อนข้างเรียบ เราจึงเห็นการใช้เฉพาะจุดเป็นหลักเนื่องจากมีข้อกำกัดเรื่องความหนาและการให้ตัว จึงใช้กับจุดที่ต้องเติมความหนามากๆไม่ได้ พบเห็นการใช้ในหน่วยประมวลผลที่มีความร้อนสูงและสามารถใช้ซ้ำได้หลายครั้ง กลุ่มนี้ก็นำไฟฟ้าด้วย ประสิทธิภาพใกล้เคียงกับ Liquid Metal Pad ราคาอาจจะสูงกว่านิดหน่อยแต่ถ้าใช้ซ้ำได้ 2-3 รอบกถือว่าได้กำไรแล้ว

ส่วนในปัจจุบันนี้เริ่มมีการนำ Platinum มาใช้เป็นส่วนประกอบเสริมบ้างแล้ว แต่ยังใช้อลูมินั่มออกไซด์ เป็นส่วนประกอบหลักอยู่ โดยให้ผลเรื่องการนำความร้อนที่สูงและเนื้อนิ่มเป็นพิเศษเพราะผู้ผลิตเข้าใจเรื่องความหนาที่ค่อนข้างหลากหลายที่ส่งผลต่อความยากในการใช้งานในปัจจุบัน ถ้าหลังจากนี้มี Thermal Pad ที่การผลิตจากรูปแบบอื่นเพิ่มเติมจะเอามาให้ความรู้ในตอนใหม่ต่อไป
ในตอนหน้าเราจะมาเสริมในเรื่องของ Thermal Pad อีกหน่อย เนื่องจากต้องเล่าให้ฟังเรื่องค่าความอ่อนแข็ง
หวังว่าตอนนี้คงได้เก็บความรู้เพิ่มเติมไม่มากก็น้อย