Materiales de interfaz térmica (TIM) Ayudan a distribuir el calor entre los componentes. Hasta el 90% del espacio en las áreas de contacto se rellena con TIM. Esto lo hace crucial. Por lo tanto, es importante conocer la diferencia entre las almohadillas térmicas y la pasta conductora térmica.
Una de las principales funciones del TIM es disipar el calor de los componentes. Esto ayuda a protegerlos de daños por calor. Al usar TIM, el calor se distribuye mejor, manteniendo los dispositivos refrigerados y funcionando correctamente.
Para que el TIM funcione correctamente, necesita dos cualidades importantes. La impedancia térmica muestra su capacidad para transportar calor. La conductividad térmica muestra su capacidad para conducir el calor. Estas cualidades influyen en la rapidez y la eficacia con que se transporta el calor.
Al mejorar estas cualidades, TIM ayuda a enfriar los dispositivos electrónicos. Esto mantiene la estabilidad, la vida útil y el funcionamiento óptimo de los dispositivos. Es fundamental para su correcto funcionamiento.
Pasta térmica vs. almohadilla térmica: Diferencias clave
Es importante conocer las diferencias entre las almohadillas térmicas y las pastas térmicas para una buena gestión térmica en vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía (ESS). La elección correcta depende de varios factores, como su composición, características físicas y rendimiento.
Composición y propiedades físicas
Las almohadillas térmicas están hechas de un material a base de silicona fácil de aplicar. Vienen en diferentes grosores y son conocidas por su simplicidad y fiabilidad. Por otro lado, las pastas térmicas se aplican como pasta y luego se secan para formar una interfaz sólida. El tipo de pasta térmica puede afectar su conductividad térmica.
Conductividad térmica y métricas de rendimiento
La conductividad térmica de un TIM es clave, ya que demuestra su capacidad para disipar el calor. Las almohadillas térmicas suelen tener una conductividad de entre 1 y 6,5 W/mK. Por otro lado, las pastas térmicas de alta gama pueden alcanzar hasta 8,5 W/mK, ideales para la electrónica de potencia de vehículos eléctricos.
También es fundamental recordar que los TIM más delgados ofrecen mejor refrigeración, ya que distribuyen el calor con mayor eficiencia.
Nuestros estudios demuestran que las almohadillas térmicas ofrecen un rendimiento estable, pero las pastas térmicas ofrecen mejores resultados si se aplican en capas finas. La impedancia térmica es una métrica más eficaz que la conductividad para elegir entre almohadillas y pastas para las necesidades de EV/ESS.
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Almohadillas térmicas
Almohadilla conductora térmica Es un material sólido, termoconductor, que proporciona un espesor uniforme. A menudo se precortan para proporcionar un espesor uniforme. diferentes aplicaciones. Esto garantiza una distribución uniforme de la presión entre los componentes. Aunque no puede rellenar todos los huecos pequeños como la pasta térmica, es más fácil de instalar. Además, este material es extremadamente resistente a las altas temperaturas, así como a la retención de humedad. Suele utilizarse en aplicaciones en las que la facilidad de uso y el aislamiento eléctrico son fundamentales.
Encuentre más información en Qué son las almohadillas térmicas
Ventajas de las almohadillas
Facilidad de aplicación: Las almohadillas termoconductoras son más fáciles de aplicar que las pastas de soldadura, que requieren un equipo de aplicación especializado. Basta con colocarlas sobre la aplicación con una presión relativa.
Facilidad de fabricación: Las almohadillas termoconductoras se utilizan en elementos calefactores para evitar la adherencia de las almohadillas, lo que facilita el trabajo del fabricante. En cambio, es menos probable que las almohadillas termoconductoras se salgan de su posición inicial que las pastas termoconductoras.
Capacidad de disipación térmica normalizada: En comparación con la pasta térmica líquida, las almohadillas térmicas tienen una capacidad de disipación de calor más estandarizada en la superficie de la almohadilla, lo que facilita la estandarización. Las almohadillas térmicas responden a la temperatura del componente calefactor ablandándose tras su aplicación, rellenando así el hueco de la interfaz en la superficie de aplicación.
Capacidades de llenado de huecosLas almohadillas son excelentes para rellenar pequeños huecos. Esto mejora el contacto y optimiza el rendimiento del sistema.
Propiedades de amortiguación de vibraciones: Las pastillas también amortiguan las vibraciones, algo importante en los vehículos eléctricos. Esto ayuda a prolongar la vida útil de las piezas sensibles.
Desventajas de las compresas
Problemas de adherencia: Cuando una almohadilla termoconductora se adhiere a un disipador de calor, suele estar moldeada a una de las superficies generadoras de calor con las que está en contacto. Esto significa que si el disipador térmico u otros componentes cercanos se mueven, hay que cambiar la almohadilla.
Un solo uso: Las almohadillas térmicas no pueden utilizarse varias veces y, una vez retiradas, cada componente debe manipularse con mucho cuidado, sobre todo si la almohadilla se adhiere a otros componentes de la aplicación. Esto puede añadir costes y complejidad al proceso de fabricación.
Menor conductividad térmica: Es menos conductor térmico que la pasta térmica.
pasta termoconductora
Pasta termoconductora, también conocida como grasa termoconductora o compuesto térmico, es un material común de interfaz térmica. Es un material adhesivo que rellena eficazmente los pequeños defectos de la interfaz. Por ejemplo, puede utilizarse para rellenar huecos de aire entre elementos calefactores y disipadores de calor para mejorar la transferencia de calor interfacial. Tiene mejor conductividad térmica que otros materiales de interfaz. También es más barato que las almohadillas térmicas. También tiene diferentes tipos para elegir en función de las necesidades.
Ventajas
Múltiples métodos de aplicación: En comparación con las almohadillas térmicas, pasta térmica ofrece una solución similar, pero como líquido, puede utilizarse de diversas formas. A través de dispensadores (jeringuillas, tubos, etc.), la pasta puede aplicarse directamente a la unidad central de procesamiento (CPU) o al disipador de calor, rellenando incluso los huecos de aire interfacial más pequeños para garantizar una transferencia y conservación eficaces del calor.
Estabilidad: Las pastas termoconductoras no fluyen y permanecen estables ante fuertes vibraciones. Son capaces de mantener la estabilidad a lo largo del tiempo.
EFICIENCIA: Dado que la capacidad de transferencia de calor es inversamente proporcional a la cantidad de material de interfaz térmica utilizado, se requiere muy poca pasta conductora térmica, por ejemplo, THERM-A-GAP GEL30 o GEL8010. esto permite una baja impedancia térmica tanto en huecos finos como en huecos gruesos, utilizando disipadores de calor comunes.
Baja emisión de gases: Cuando los productos se aplican cerca de cámaras u ópticas, es fundamental seleccionar una pasta térmica que cumpla las normas de desgasificación de la NASA. La baja desgasificación garantiza que la silicona desgasificada no se condense en las cámaras u otros dispositivos ópticos.
Conformabilidad a superficies irregulares: La pasta se adapta mejor a formas irregulares que las almohadillas. Esto es muy útil en EV/ESS, donde las piezas pueden ser difíciles de encajar.
Rentabilidad a escala: La pasta térmica es más económica que las almohadillas para grandes producciones. Ahorra dinero porque se usa menos y las máquinas la aplican más rápido.
Desventajas
Requisitos técnicos de la aplicación: En utilizando una pasta conductora térmicaEs importante asegurarse de cubrir toda la superficie según sea necesario y de usar la cantidad adecuada. Si bien menos suele ser mejor, usar muy poco no llenará adecuadamente los huecos de aire que puedan quedar.
El estado líquido puede provocar desorden: La naturaleza líquida de las pastas termoconductoras puede provocar desorden y desperdicio de material durante su aplicación. Por lo tanto, el cuidado y la precisión son fundamentales para garantizar que se aplica la cantidad correcta de pasta térmica con precisión para evitar el desperdicio.
Difícil de mantener: La pasta térmica se seca con el tiempo debido a sus escasas propiedades humectantes. Por lo tanto, es necesario aplicarla regularmente para mantener el rendimiento térmico del componente.
Comparación de rendimiento: pruebas en el mundo real
Las pruebas en entornos reales son clave para comprender el funcionamiento de los materiales térmicos en vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía (ESS). Demuestran cómo se adaptan a diferentes condiciones.
Gestión de temperatura bajo carga: La pasta térmica funciona mejor en situaciones de alta carga gracias a su buena transferencia de calor. Sin embargo, las almohadillas son más fáciles de manejar y ofrecen un rendimiento constante.
Confiabilidad a largo plazo en entornos EV/ESS: Una buena gestión térmica puede prolongar la vida útil de las piezas del EV/ESS. Mantiene la temperatura estable, lo que favorece su vida útil.
Impacto en la vida útil de los componentes: Elegir entre pasta y almohadillas influye en la duración de las piezas EV/ESS. Ayuda a evitar daños en componentes importantes como los IGBT y los MOSFET.
Qué es mejor: almohadilla térmica o pasta térmica
¿Puedo utilizar pasta térmica en lugar de almohadillas térmicas?
La pasta o gel térmicos pueden ser una alternativa razonable a las almohadillas térmicas. En comparación con las almohadillas térmicas, la pasta térmica ofrece capacidades de automatización, menor impedancia (en el caso de algunos materiales) y la capacidad de ser más consistente en superficies irregulares. Puede ser necesario considerar el uso de pasta térmica en las siguientes situaciones:
Mayor demanda de producción: Si su demanda de producción supera las 5.000 piezas/año, una pasta termoconductora puede ser una opción más adecuada.
Diseños de patrones complejos: Si el diseño de la pieza implica patrones complejos, la pasta térmica puede ser más conveniente para aplicaciones automatizadas.
Parte de fragilidad: Si la pieza es frágil porque la pasta de soldadura produce poca tensión mecánica, puede ser más adecuada una pasta conductora térmica.
Supongamos que la intención es sustituir una almohadilla térmica por una pasta termoconductora. En ese caso, algunos productos recomendados son Chomerics Therm-a-Gap Gel 75 (alta conductividad térmica), Gel 30 u 8010 (utilizado en aplicaciones de automoción con compresión ultrabaja).
¿Son mejores las almohadillas térmicas que la pasta térmica?
La elección entre almohadillas térmicas y pasta térmica no es una opción claramente "mejor", sino que depende más bien de las necesidades específicas de la aplicación. Las almohadillas térmicas se han utilizado históricamente para una amplia gama de aplicaciones y son particularmente buenas para la supresión de vibraciones y el relleno de espacios. Su naturaleza de aplicación manual hace que sean potencialmente más difíciles en términos de consistencia de la superficie.
Por el contrario, la pasta térmica ofrece posibilidades de automatización, menor impedancia y la capacidad de proporcionar una mayor consistencia en superficies irregulares. En consecuencia, la pasta térmica puede ser más adecuada cuando las necesidades de producción son mayores, el diseño de las piezas es más complejo o la fragilidad de las piezas es mayor.
En general, la elección depende de los requisitos de la aplicación concreta, y es necesario considerar conjuntamente las ventajas tanto de las almohadillas térmicas como de la pasta térmica y elegir en consecuencia.
Conclusión
Elegir la gestión térmica adecuada para EV/ESS es importante. No existe una solución universal. Debe considerar las necesidades térmicas de su sistema y elegir el mejor material.
En trumonytechs, sabemos lo difícil que es elegir el material térmico adecuado. Muchos diseños de EV/ESS utilizan una combinación de pasta térmica y almohadillas. La pasta es para altas temperaturas y las almohadillas para facilitar el montaje o rellenar huecos.
Le sugerimos que analice su sistema de gestión térmica en su conjunto. Ya sea que elija pasta por su conductividad o almohadillas por su facilidad de uso, trumonytechs tiene las mejores soluciones. Nuestro equipo puede colaborar con usted para mejorar sus sistemas EV/ESS. Contáctanos para ver cómo nuestros materiales pueden ayudar a su vehículo eléctrico y a sus sistemas de almacenamiento de energía.
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Qué es mejor, la almohadilla térmica frente a la pasta térmica?
¿Qué es mejor, la pasta térmica o la almohadilla térmica? No hay una respuesta definitiva a esta pregunta y la decisión dependerá de la aplicación específica. En general, la pasta térmica es mejor para rellenar huecos y mejorar la eficiencia de la transferencia de calor, pero en algunos casos puede ser más adecuada una almohadilla térmica.
¿Puede una almohadilla térmica sustituir a la pasta térmica?
Dado que la pasta térmica se utiliza en un entorno más restrictivo, por lo general no es posible sustituir la pasta térmica por una almohadilla térmica. Por el contrario, sí es posible sustituir una almohadilla térmica por una pasta térmica.
¿Se pueden utilizar conjuntamente almohadillas térmicas y pasta?
No se recomienda utilizar conjuntamente almohadillas y pasta térmicas. Esto se debe a que su uso conjunto puede afectar a la resistencia térmica, lo que puede provocar un mal funcionamiento del dispositivo electrónico.
¿Funcionan realmente las almohadillas térmicas?
Las almohadillas térmicas pueden utilizarse con cualquier sustrato y tienen una gama más amplia de aplicaciones. Además, las almohadillas térmicas no se secan con el tiempo ni pierden su conductividad térmica. Proporcionan un rendimiento térmico a largo plazo para los dispositivos electrónicos.
¿En qué se diferencian las almohadillas térmicas y la pasta térmica en su capacidad para rellenar espacios de aire?
La pasta térmica rellena mejor las pequeñas burbujas de aire porque es fluida. Las almohadillas térmicas, al ser preformadas, pueden no ajustarse tan bien a superficies irregulares, dejando algunos huecos.
¿Se pueden reutilizar las almohadillas térmicas después de aplicarlas a un componente?
No, las almohadillas térmicas no se pueden reutilizar. Una vez retiradas, pierden su capacidad adhesiva y de rellenar huecos.
¿Existen materiales de silicona específicos que se prefieran para aplicaciones de interfaz térmica?
Sí, algunos materiales de silicona son preferibles por su conductividad térmica, flexibilidad y durabilidad. Son adecuados para muchas necesidades de gestión térmica de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía.
