Il confronto tra grasso conduttivo termico e gel

Il gel conduttivo termico offre una conduttività termica compresa tra 1,9 e 3,0 W/m*K, mentre la pasta conduttiva termica ha una conduttività termica compresa tra 0,8 e 3,8 W/m*K.

① Isolamento elettrico

La pasta termoconduttiva presenta scarse proprietà isolanti poiché la sua formulazione contiene polvere metallica. Al contrario, il gel termoconduttivo offre eccellenti prestazioni di isolamento elettrico. Quando viene testato con uno spessore di 1 mm, la sua tensione di tenuta elettrica supera i 4000 volt.

② Forma fisica e caratteristiche di applicazione

La pasta termoconduttiva viene fornita in forma di pasta. Richiede un’applicazione manuale accurata e uniforme. L’applicazione diventa particolarmente scomoda quando si lavora con componenti di grandi dimensioni. Inoltre, comporta il rischio di contaminare componenti elettronici adiacenti, il che potrebbe causare cortocircuiti o graffi sulla superficie. Inoltre, la pasta termoconduttiva presenta limitazioni quando viene utilizzata come materiale termico per il riempimento di interstizi.

③ Prestazioni termiche

I prodotti con uguale conducibilità termica nominale offrono prestazioni di trasferimento del calore migliori con la pasta termoconduttiva, grazie alla sua minore resistenza termica. Di conseguenza, per raggiungere una capacità equivalente di dissipazione del calore, i fogli in silicone termoconduttivo devono possedere un valore di conducibilità termica nominale superiore rispetto alla pasta termoconduttiva.

Come scegliere

Il modo più chiaro per decidere è procedere a ritroso partendo dall’interfaccia e dal ciclo di vita del prodotto:

①Differenza e planarità. Se la linea di adesione è inferiore a circa 0,1 mm e le superfici sono piane e con tolleranze strette, il grasso è la soluzione più naturale. Se il gioco è maggiore, variabile o intercorre tra componenti irregolari, il gel rappresenta la scelta pratica.

②Cicli termici ed esposizione a vibrazioni. Per un ambiente benigno e in condizioni stazionarie con cicli di alimentazione poco frequenti, il vantaggio iniziale della grasso in termini di resistenza può persistere. Per cicli termici ripetuti, vibrazioni o forti escursioni di temperatura, la resistenza del gel all’espulsione e all’essiccamento è il fattore determinante.

③Volume di produzione e automazione. Il lavoro a basso volume o di prototipazione favorisce l’uso del grasso. Le linee automatizzate ad alto volume favoriscono invece il gel: la soglia di 5.000 componenti costituisce un utile punto di partenza per un’analisi dei costi.

④Manutenibilità. Se l’assemblaggio potrebbe essere soggetto a ritocchi sul campo, il grasso offre il percorso di rimozione più chiaro, anche se la migliore pratica prevede di rinnovare il grasso dopo il ritocco. Il gel è riutilizzabile in molte formulazioni e lascia meno residui, ma il suo stato di polimerizzazione deve essere compreso prima di presumere una separazione pulita.

La tendenza più ampia del settore è orientata verso i gel: man mano che l’elettronica spinge verso densità di potenza superiori, durata operativa più lunga e progetti “senza manutenzione”, i problemi legati all’invecchiamento e all’espulsione della grassa diventano rischi a livello di sistema, anziché compromessi accettabili. Tuttavia, questa tendenza non costituisce un obbligo universale. Una CPU per gaming o un modulo di potenza serrato con precisione, con un’interfaccia inferiore a 0,1 mm, continua a ottenere prestazioni eccellenti da una grassa di alta qualità. La domanda giusta non è “quale materiale è migliore”, ma “quale modalità di guasto il mio progetto può tollerare – e quale no”.</p>