Materiali di interfaccia termica (TIM) sono utilizzati per condurre il calore tra due o più componenti realizzati termicamente. Considerando che nell'area di contatto possono esistere fino a 90% di gap, la presenza di TIM diventa fondamentale.Qual è quindi la differenza tra Thermal Gap Pads e Thermal Conductive Paste?
Uno dei ruoli chiave del TIM è quello di trasferire il calore all'ambiente circostante attraverso la conduzione termica. L'obiettivo finale di questo processo è proteggere il componente da reazioni avverse legate al calore. Grazie all'applicazione di TIM, il calore viene trasferito e disperso in modo più efficiente, prevenendo i danni alle apparecchiature o il degrado delle prestazioni che possono derivare dal surriscaldamento.
I materiali per le interfacce termiche devono possedere due proprietà fondamentali: l'impedenza termica e la conduttività termica. L'impedenza termica è l'efficienza con cui un materiale trasferisce il calore all'area circostante, cioè quanto efficacemente è in grado di indurre il trasferimento di calore da un luogo all'altro. La conducibilità termica, invece, è la capacità naturale di un materiale di trasferire il calore e influisce direttamente sulla velocità e sull'efficacia con cui il calore viene trasferito.
Ottimizzando queste due proprietà chiave, i materiali per l'interfaccia termica consentono un'efficiente dissipazione del calore nei dispositivi elettronici, garantendo che i componenti mantengano un intervallo di temperatura adeguato durante il funzionamento. Ciò è essenziale per migliorare la stabilità del dispositivo, prolungarne la durata e garantire prestazioni costanti.
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Scelta tra i termofori e la pasta termica
Quando si sceglie tra i pad e la pasta termica, è fondamentale comprendere la natura e le esigenze dell'applicazione. I materiali che riempiono l'interfaccia termica, come i gap pad e la pasta termica, svolgono un ruolo importante in diverse applicazioni e presentano vantaggi e scenari propri.
Tamponi termici sono cuscinetti morbidi e confortevoli che riducono lo stress dei componenti e smorzano le vibrazioni, oltre a fornire eccellenti prestazioni termiche. La loro conducibilità termica varia in genere da 1 a 6,5 W/mK, mentre gli spessori standard vanno da 0,010″ a 0,200″, ma possono essere più spessi. Quando si sceglie un materiale termoconduttivo per il pad, è fondamentale considerare i requisiti di progettazione. Ad esempio, i supporti in fibra di vetro e alluminio sono una scelta comune, mentre i film Kapton e PEN resistenti al taglio sono adatti anche per le applicazioni in cui vi è il rischio di taglio.
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Tamponi termici
Il pad termoconduttivo è un materiale solido, termoconduttivo, che offre uno spessore costante. Spesso sono pretagliati per fornire uno spessore costante per diverse applicazioni. Questo garantisce una distribuzione uniforme della pressione tra i componenti. Sebbene non possa riempire ogni piccola fessura come la pasta termica, è più facile da installare. Inoltre, questo materiale è estremamente resistente alle alte temperature e alla ritenzione di umidità. Viene spesso utilizzato in applicazioni in cui la facilità d'uso e l'isolamento elettrico sono fondamentali.
Vantaggi dei pad
Facilità di applicazione: I pad termoconduttivi sono più facili da applicare rispetto alle paste saldanti, che richiedono un'attrezzatura di applicazione specializzata. È sufficiente posizionarle sull'applicazione con una pressione relativa.
Facilità di produzione: I pad termoconduttivi sono utilizzati negli elementi riscaldanti per evitare l'incollaggio dei pad, facilitando il lavoro del produttore. Le pastiglie termoconduttive, invece, hanno meno probabilità di spostarsi dalla loro posizione iniziale rispetto alle paste termoconduttive.
Capacità di dissipazione del calore standardizzata: Rispetto alla pasta termica liquida, i pad termici hanno una capacità di dissipazione del calore più standardizzata sulla superficie del pad, rendendo più facile la standardizzazione. I pad termici rispondono alla temperatura del componente riscaldante ammorbidendosi dopo l'applicazione, riempiendo così lo spazio di interfaccia sulla superficie di applicazione.
Svantaggi dei pad
Problemi di adesione: Quando un pad termoconduttivo aderisce a un dissipatore di calore, di solito è modellato su una delle superfici che generano calore con cui è in contatto. Ciò significa che se il dissipatore di calore o altri componenti vicini si spostano, il pad deve essere sostituito.
Uso singolo: I pad termici non possono essere utilizzati più volte e una volta rimossi, ogni componente deve essere trattato con molta attenzione, soprattutto se il pad aderisce ad altri componenti dell'applicazione. Questo può aggiungere costi e complessità al processo di produzione.
Conducibilità termica inferiore: È meno conduttivo dal punto di vista termico rispetto alla pasta termica.
pasta termoconduttiva
La pasta termoconduttiva, nota anche come grasso termoconduttivo o composto termico, è un comune materiale di interfaccia termica. Si tratta di un materiale adesivo che riempie efficacemente i piccoli difetti dell'interfaccia. Ad esempio, può essere utilizzato per riempire le fessure d'aria tra gli elementi riscaldanti e i dissipatori di calore per migliorare il trasferimento di calore interfacciale. Ha una migliore conducibilità termica rispetto ad altri materiali di interfaccia. È anche più economico dei pad termici. Ha anche diversi tipi da scegliere a seconda delle esigenze.
Vantaggi
Molteplici metodi di applicazione: Rispetto ai pad termici, pasta termica offre una soluzione simile, ma essendo un liquido, può essere utilizzato in vari modi. Attraverso i dispenser (siringhe, tubi, ecc.), la pasta può essere applicata direttamente sull'unità di elaborazione centrale (CPU) o sul dissipatore di calore, riempiendo anche le più piccole fessure d'aria interfacciali per garantire un efficace trasferimento e conservazione del calore.
Stabilità: Le paste termoconduttive non fluiscono e rimangono stabili anche in presenza di forti vibrazioni. Sono in grado di mantenere la stabilità nel tempo.
EFFICIENZA: Poiché la capacità di trasferimento del calore è inversamente proporzionale alla quantità di materiale di interfaccia termica utilizzato, è necessaria una quantità minima di pasta termoconduttiva, ad esempio THERM-A-GAP GEL30 o GEL8010. Ciò consente di ottenere una bassa impedenza termica sia in corrispondenza di gap sottili che di gap spessi, utilizzando dissipatori di calore comuni.
Bassa emissione di gas: Quando i prodotti vengono applicati in prossimità di telecamere o ottiche, è fondamentale scegliere una pasta termica che soddisfi gli standard di degassamento della NASA. Il basso livello di degassamento garantisce che il silicone degassato non si condensi sulle telecamere o su altri dispositivi ottici.
Svantaggi
REQUISITI TECNICI DELL'APPLICAZIONE: Quando si utilizza una pasta termoconduttiva, è importante assicurarsi di coprire l'intera superficie e di utilizzarne una quantità adeguata. Sebbene di solito sia meglio una quantità minore, una quantità troppo bassa non riempirà adeguatamente le eventuali fessure d'aria.
Lo stato liquido può portare al disordine: La natura liquida delle paste termoconduttive può causare confusione e sprechi di materiale durante l'applicazione. Pertanto, l'attenzione e la precisione sono fondamentali per garantire che la giusta quantità di pasta termica sia applicata con precisione per evitare sprechi.
Difficile da mantenere: La pasta termica si secca nel tempo a causa delle sue scarse proprietà idratanti. Pertanto, deve essere applicata regolarmente per mantenere le prestazioni termiche del componente.
Qual è la soluzione migliore: pad termico o pasta termica
Posso utilizzare la pasta termica al posto dei pad termici?
La pasta termica o il gel possono essere una valida alternativa ai thermal pad. Rispetto ai pad termici, la pasta termica offre capacità di automazione, un'impedenza inferiore (nel caso di alcuni materiali) e la possibilità di essere più consistente su superfici irregolari. L'uso della pasta termica può essere preso in considerazione nelle seguenti situazioni:
Maggiore richiesta di produzione: Se la richiesta di produzione supera i 5.000 pezzi/anno, una pasta termoconduttiva può essere una scelta più appropriata.
Disegni di modelli complessi: Se la progettazione del pezzo prevede schemi complessi, la pasta termica può essere più conveniente per le applicazioni automatizzate.
Una parte di fragilità: Se il pezzo è fragile perché la pasta saldante produce basse sollecitazioni meccaniche, può essere più adatta una pasta termoconduttiva.
Supponiamo che l'intento sia quello di sostituire un pad termico con una pasta termoconduttiva. In questo caso, tra i prodotti consigliati vi sono Chomerics Therm-a-Gap Gel 75 (alta conduttività termica), Gel 30 o 8010 (utilizzato nelle applicazioni automobilistiche a bassissima compressione).
I pad termici sono migliori della pasta termica?
La scelta tra pad termici e pasta termica non è univoca, ma dipende piuttosto dalle esigenze specifiche dell'applicazione. I pad termici sono stati storicamente utilizzati per un'ampia gamma di applicazioni e sono particolarmente indicati per la soppressione delle vibrazioni e il riempimento degli spazi. La loro natura di applicazione manuale li rende potenzialmente più impegnativi in termini di consistenza della superficie.
La pasta termica, invece, offre capacità di automazione, impedenza più bassa e la capacità di fornire una maggiore consistenza su superfici irregolari. Di conseguenza, la pasta termica può essere più appropriata nei casi in cui le esigenze di produzione sono maggiori, la progettazione dei pezzi è più complessa o la fragilità dei pezzi è maggiore.
In generale, la scelta dipende dai requisiti dell'applicazione specifica e i vantaggi dei pad termici e della pasta termica devono essere considerati insieme e la scelta deve essere fatta di conseguenza.
FAQ
Cosa è meglio, pasta termica o pad termico? Non esiste una risposta definitiva a questa domanda e la decisione dipenderà dalla vostra applicazione specifica. In generale, la pasta termica è più adatta a riempire gli spazi vuoti e a migliorare l'efficienza di trasferimento del calore, ma in alcuni casi un pad termico può essere più adatto.
Poiché la pasta termica viene utilizzata in un ambiente più ristretto, in genere non è possibile sostituire la pasta termica con un pad termico. Al contrario, è possibile sostituire un pad termico con una pasta termica.
Non è consigliabile utilizzare insieme pad e pasta termica. Questo perché l'uso congiunto di questi materiali può influire sulla resistenza termica, causando il malfunzionamento del dispositivo elettronico.
I pad termici possono essere utilizzati con qualsiasi substrato e hanno una gamma più ampia di applicazioni. Inoltre, i pad termici non si seccano nel tempo e non perdono la loro conduttività termica. Forniscono prestazioni termiche a lungo termine per i dispositivi elettronici.
