เรียบเรียง: นาฏยา ฐาปนพันธ์นิติกุล

อุปกรณ์ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์นั้น ยิ่งมีชิ้นส่วนซับซ้อนมากเท่าใด ก็ยิ่งจะทำให้เกิดความร้อนภายในอุปกรณ์เหล่านั้นมากขึ้นเป็นเงาตามตัว และความร้อนที่เกิดขึ้นดังกล่าวก็คือต้นเหตุสำคัญ ที่ทำให้ผลิตภัณฑ์นั้นเสียอยู่บ่อย ๆ  ที่ผ่านมาผู้ผลิตจึงมักจะติดตั้งแผ่นโลหะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อวัตถุประสงค์ในการขับความร้อนเหล่านี้ออกไป แต่ปัจจุบันมีวิธีใหม่ที่ดีกว่าเกิดขึ้นแล้ว

หลายปีก่อนหน้านี้ คอมพิวเตอร์แบบพกพา ค่อนข้างจะมีน้ำหนักมาก แต่คอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ ในปัจจุบันมีขนาดเล็กลงค่อนข้างมาก จนสามารถใส่ไว้ในกระเป๋าเอกสารได้อย่างสบาย ๆ  สืบเนื่องจากได้มีการพัฒนาชิ้นส่วนของมันให้มีขนาดเล็กลงมาเรื่อย ๆ แต่ขนาดที่เล็กลงนี้ ได้ทำให้มีพื้นที่ว่างภายในของมันเหลือน้อยลงตามไปด้วย เพราะจะต้องแออัดแผงวงจรต่าง ๆ จำนวนมากเข้าไปบนชิปแต่ละอัน

ชิ้นส่วนของอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้แต่ละชิ้น ต่างก็ปล่อยความร้อนออกมาเหมือนกับโรงพลังงานความร้อนขนาดเล็ก ๆ  จำนวนมากมาอยู่รวมอยู่ในที่เดียวกัน ยิ่งมีชิ้นส่วนจำนวนมากชิ้นแออัดอยู่บนพื้นที่ที่จำกัดเท่าใด ก็ยิ่งทำให้การกระจายความร้อนเท่าได้ยากยิ่งขึ้นเท่านั้น และความร้อนจำนวนมากเหล่านี้ที่เป็นต้นเหตุที่ทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นเหมดสภาพการใช้งาน โดยปกติแล้วส่วนประกอบ รวมทั้งส่วนที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อ มักจะทนทานต่อความร้อนได้ประมาณ  90-130 องศาเซลเซียสเท่านั้น ผู้ผลิตส่วนใหญ่จึงมักจะติดแผ่นทองแดงเล็ก ๆ หรืออลูมิเนียม ไว้บริเวณข้างใต้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านั้น เพื่อช่วยนำความร้อนให้ออกไป

ต่อจากนั้น แผ่นทองแดงหรืออลูมิเนียมนั้นก็จะถูกเชื่อมเข้ากับชิ้นส่วนที่เป็นเซรามิค หรือซิลิคอน อันเป็นส่วนประกอบหลักของชิป ถ้าระบบมีความร้อนสูงขึ้น แผ่นโลหะนั้นก็จะขยายออกประมาณ 3 หรือ 4 เท่า จนเท่ากับซิลิคอนหรือเซรามิคนั้น ซึ่งปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นดังกล่าวเป็นสาเหตุให้เกิดแรงตึงที่สามารถทำให้เกิดการร้าวที่จุดรอยต่อเชื่อมนั้น ดังนั้น จึงเป็นข้อจำกัดที่ทำให้ไม่อาจย่อขนาดของชิ้นส่วนเหล่านี้ให้เล็กลงได้อย่างที่ต้องการตลอดมา  ในแวดวงอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ต่างก็พยายามมองหาวัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษที่จะนำมาใช้ช่วยกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ แม้ในอุปกรณ์ที่แน่นขนัดไปด้วยชิ้นส่วนจำนวนมากมาอยู่รวมกัน และช่วยยืดอายุการใช้งานผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กๆเหล่านี้ด้วย

ล่าสุด โดยนักวิจัยจาก Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Applied Materials Research IFAM แห่งเมืองเดรสเดิน เยอรมนีได้พบวิธีใหม่ที่ล้ำหน้าในการช่วยลดความร้อนภายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ดีว่าวิธีแบบเก่าโดยการเติมผงเพชรลงไปในทองแดง ซึ่งมีผลทำให้มันมีคุณสมบัติที่พิเศษขึ้นมาก โดยสามารถนำความร้อนได้ดีกว่าทองแดงธรรมดาถึง 5 เท่า

แต่อย่างไรก็ตาม ผลการวิจัยพบว่า ไม่ง่ายนักที่จะรวมทองแดงกับเพชรเข้าด้วยกัน ปัจจุบันนักวิจัยคณะนี้กำลังค้นหาส่วนประกอบชนิดที่สาม ที่จะนำมาช่วยเชื่อมประสานทางเคมีของวัสดุทั้งสองดังกล่าว โดยพบว่าสามารถใช้โครเมียมได้ หรือแม้แต่ใช้ฟิล์มคาร์ไบด์จำนวนเพียงเล็กน้อยเติมลงบนผงเพชรก็สามารถช่วยให้มันเชื่อมติดกับทองแดงได้ง่ายขึ้นเช่นกัน

ข้อมูล: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090406091648.htm