Una de las decisiones más difíciles de tomar es elegir las almohadillas térmicas adecuadas para los componentes electrónicos. Es por esta razón que incluso los fabricantes de chips más reputados, como NVIDIA, Broadcom y TSMC, están invirtiendo en almohadillas de alta calidad. almohadillas térmicas.
En este artículo, le ayudaremos a seleccionar las almohadillas térmicas adecuadas que puedan ofrecer una gestión térmica óptima.
Materiales de almohadillas térmicas para electrónica: Comparación rápida
A la hora de elegir las almohadillas térmicas adecuadas para dispositivos electrónicos, la clave reside en el material, las dimensiones, el aislamiento, las propiedades ignífugas y la compresión. Analicemos brevemente algunos de los materiales de interfaz térmica más comunes.
| Material de la almohadilla térmica | Observaciones |
| Almohadillas térmicas a base de silicona | • Buena flexibilidad y adaptabilidad • Adecuado para superficies eléctricas irregulares |
| Almohadillas térmicas sin silicona | • Ideal para construcciones con bajo contenido de silicona o sin silicona. · Es decir, donde no se desea la contaminación por silicona. |
| Almohadillas térmicas reforzadas con fibra de vidrio | · Para una mayor resistencia mecánica • Ideal para aplicaciones donde la almohadilla térmica debe resistir desgarros o daños por manipulación. |
| Materiales de interfaz térmica a base de grafito | • Diseñado para aplicaciones de alto rendimiento térmico |
| Almohadillas térmicas formuladas a medida | • Se trata de almohadillas térmicas específicas para cada aplicación, diseñadas para cumplir con requisitos concretos. Son habituales en aplicaciones donde las almohadillas térmicas existentes no se ajustan a las especificaciones del sistema. |
¿Por qué los fabricantes de productos electrónicos utilizan almohadillas térmicas?
Existen muchas razones por las que los fabricantes de productos electrónicos deben invertir en almohadillas térmicas de alta calidad. Recuerde que esto no solo garantiza una transferencia térmica óptima, sino también un correcto ensamblaje de los componentes.
• Mejorar la gestión térmica
Los componentes electrónicos generan calor. Ese calor necesita una vía de escape fiable hacia un disipador, una carcasa, una placa fría u otra estructura de gestión térmica. Las almohadillas térmicas rellenan la interfaz entre estos componentes.
Recuerda que el objetivo no es simplemente transferir calor a través de la almohadilla, sino reducir la resistencia térmica causada por las imperfecciones de la superficie y mantener un contacto constante durante el funcionamiento.
• Rellenar las irregularidades de la superficie
Las superficies mecanizadas y moldeadas no son perfectamente planas, ya que existen huecos microscópicos entre las superficies de contacto. El aire es un mal conductor térmico, por lo que estos huecos pueden representar una parte importante de la trayectoria térmica. Una almohadilla térmica flexible compensa las irregularidades de la superficie.
• Proporcionar aislamiento eléctrico
Muchos conjuntos electrónicos requieren transferencia de calor sin establecer una conexión eléctrica entre el componente y el disipador. Una almohadilla térmica con aislamiento eléctrico puede cumplir ambas funciones. Para equipos sujetos a requisitos de seguridad eléctrica, el aislamiento debe considerarse una especificación y no una suposición. Según el equipo y el entorno de voltaje, pueden ser relevantes normas como la IEC 60664-1 y la IEC 62368-1.
• Mejorar la fiabilidad térmica a largo plazo
El rendimiento térmico inicial es solo una parte del proceso. La almohadilla debe seguir funcionando correctamente después de la compresión, el calentamiento, el enfriamiento, la vibración y los ciclos de funcionamiento repetidos.
Dónde usar almohadillas térmicas en electrónica
Desde componentes electrónicos de potencia como inversores y fuentes de alimentación hasta equipos de telecomunicaciones y electrónica de consumo, las almohadillas térmicas desempeñan un papel fundamental en la electrónica moderna.
De hecho, ciertas industrias, como la de los vehículos eléctricos y los sistemas de almacenamiento de energía, se han beneficiado enormemente de la tecnología de almohadillas térmicas. Desde la electrónica relacionada con las baterías hasta el hardware de conversión de energía o los sistemas de control, todos utilizan almohadillas térmicas para una gestión térmica eficiente.
En resumen, puede utilizar almohadillas térmicas en cualquier aplicación que requiera control de la transferencia de calor, como por ejemplo:
- Unidades de almacenamiento de alta velocidad
- Memoria de la GPU (VRAM)
- VRM de la placa base
- Iluminación LED y fuentes de alimentación.
Cómo elegir la almohadilla térmica adecuada para dispositivos electrónicos
Elegir la almohadilla térmica adecuada para sus sistemas electrónicos es fundamental. De hecho, los sistemas electrónicos que no utilicen las almohadillas correctas no superarán ningún control de calidad.
• Determinar la conductividad térmica requerida
Comience por el requisito térmico. No especifique automáticamente la conductividad más alta disponible. Una mayor conductividad puede implicar cambios en la dureza, el espesor, el costo, la procesabilidad u otras propiedades físicas.
• Medir el espesor del espacio requerido
Mida la interfaz real. No diseñe en función de una separación estimada si las tolerancias de producción pueden modificarla. La almohadilla debe adaptarse a la separación prevista manteniendo la presión de contacto adecuada.
• Seleccione la dureza adecuada
La dureza determina la facilidad con la que la almohadilla se adapta a la presión de montaje. Una almohadilla más blanda generalmente se adapta mejor a superficies irregulares. Una almohadilla más dura puede proporcionar mayor estabilidad mecánica.
• Comprobar los requisitos de compresión
Es necesario saber cuánta fuerza puede aplicar el conjunto y cuánta compresión requiere la almohadilla. Una compresión insuficiente puede provocar fugas térmicas. Una compresión excesiva puede dañar los componentes, deformar la almohadilla o generar problemas de fabricación.
• Considere el aislamiento eléctrico
Si la almohadilla se ubica entre un componente energizado y un disipador de calor conductor, el rendimiento dieléctrico se vuelve crítico. Verifique la rigidez dieléctrica, los requisitos de aislamiento, el espesor y la norma del equipo aplicable.
• Definir el rango de temperatura de funcionamiento
La almohadilla térmica debe mantener su funcionalidad en todo el rango de temperatura de funcionamiento. Considere tanto la temperatura constante como las fluctuaciones de temperatura, y luego tenga en cuenta los ciclos térmicos.
• Evaluar los requisitos de resistencia a la llama y seguridad.
Los requisitos de inflamabilidad dependen del equipo terminado y de su mercado objetivo. Cuando corresponda, evalúe la almohadilla térmica conforme a requisitos como UL 94 y la norma de seguridad del producto pertinente.
• Considerar la exposición ambiental
Según la aplicación, la almohadilla puede estar expuesta a humedad, vibraciones, cambios de temperatura, contaminantes o compresión prolongada. Las aplicaciones en los sectores automotriz, industrial, de telecomunicaciones y de almacenamiento de energía pueden ser particularmente exigentes.
Preguntas frecuentes
¿Es mejor usar almohadillas térmicas o pasta térmica en los aparatos electrónicos?
Dependerá de los requisitos específicos de la aplicación. Recomendamos usar pasta térmica para interfaces muy delgadas. Sin embargo, las almohadillas térmicas son ideales para aplicaciones donde se busca controlar el grosor, logrando un ensamblaje limpio y un relleno preciso de los huecos.
¿Cómo se comprueba la calidad del material de las almohadillas térmicas?
Mediante pruebas, podrá determinar si un material específico para almohadillas térmicas cumple con los requisitos particulares de su aplicación. Por lo tanto, deberá determinar la conductividad térmica, el espesor, el comportamiento a compresión y la rigidez dieléctrica.
¿Cuál es la mejor almohadilla térmica para componentes electrónicos?
No existe una almohadilla térmica ideal para un dispositivo electrónico específico. La almohadilla térmica adecuada dependerá de la conductividad térmica, el grosor del espacio entre electrodos, el aislamiento eléctrico, el rango de temperatura, la resistencia a la llama, la exposición ambiental y la dureza.
¿Las almohadillas térmicas son aislantes eléctricas?
El aislamiento eléctrico dependerá del material y las especificaciones específicas.
¿Las almohadillas térmicas más gruesas transfieren mejor el calor?
No necesariamente, ya que el grosor dependerá del tamaño del espacio térmico.
Reflexiones finales
Las almohadillas térmicas son un componente fundamental en cualquier conjunto eléctrico para la gestión térmica. No solo rellenan los huecos de la superficie, sino que también optimizan la transferencia de calor.
En Gallop, le ayudamos a elegir el material de interfaz térmica perfecto, fabricado a medida según sus aplicaciones específicas. Obtén un presupuesto personalizado ahora.
