PAD TERMOCONDUTTIVO


I pad termicamente conduttivi sono componenti essenziali della gestione termica in applicazioni elettroniche. Stabiliscono il contatto termico tra le fonti di calore, ad esempio moduli di potenza, FBGA, BGA, MOSFET, bobine, ecc. e i dissipatori di calore, come ad esempio dissipatori estrusi, piastre a ricircolo di liquido, assiemi ad heat pipe o vapor chamber e collaborano al trasferimento termico in modo rapido ed efficace. Il collegamento ottimale mantiene bassa la temperatura operativa dei componenti, ottimizza l’efficienza dell’appli-cazione ed estende la durata di vita dei componenti. I pad termoconduttivi di HALA si distinguono in quanto hanno una conducibilità termica fino a 20 W/mK. Per saperne di più.

Folien und Filme von Hala Tec

FOIL & FILM DI SILICONE

Si tratta di substrati elettricamente isolanti, come ad esempio pellicole di poliimmide, rivestite con silicone o compound a cambiamento di fase oppure con adesivi, utili per minimizzare la resistenza termica di contatto.

TIPOLOGIE:

  • Film siliconici, rinforzati con fibra di vetro
  • Film siliconici non rinforzati
  • Pellicole isolanti rivestite di silicone

VANTAGGI E PROPRIETÀ:

  • Spessore dei materiali da 0,05 fino a 1 mm
  • In foglio o su rotolo
  • Parti singole fustellate
  • Parti fustellate su foglio (kiss-cut)
  • Con o senza adesivo
  • Con rinforzo in laminato di fibra di vetro o poliimmide
Phase Change Material von Hala tec

FILM A CAMBIAMENTO DI FASE

I film a cambiamento di fase compensano l'inevitabile rugosità delle superfici d’interfaccia ammor-bidendosi al superamento della temperatura di transizione ed espellendo così le microsacche d’aria tra le superfici da porre in contatto termico.

TIPOLOGIE:

  • Film di poliimmide rivestite di PCM
  • Pellicole di alluminio rivestite di PCM
  • Film PCM
  • Pre-applicabili e stampabili
  • Compound PCM

VANTAGGI E PROPRIETÀ:

  • Resistenza termica estremamente bassa grazie ad un ottimale contatto termico
  • Senza silicone
  • Semplice installazione
  • Spessore uniforme
  • Pre-applicazione per le tipologie stampabili
  • Valida sostituzione di paste termoconduttive
Grafit Folien von Hala Tec

FOIL DI GRAFITE

I foil di grafite sono costituiti per almeno il 98% di grafite naturale pura o sono realizzati con grafite pirolitica sintetica.

TIPOLOGIE:

  • In foglio o su rotolo (grafite naturale)
  • Pezzi singoli fustellati
  • Con o senza adesivo

VANTAGGI E PROPRIETÀ:

  • Conducibilità termica fino a 1.950 W/mK nella direzione X-Y e fino a 25 W/mK nella direzione Z
  • Eliminazione delle zone ad alta concentrazione di calore
  • Bassa resistenza termica di contatto, grazie alla buona adattabilità tra le superfici d‘interfaccia
  • Peso molto contenuto
  • Senza silicone
  • Resistenza a temperature estreme, fino a 400°C
  • Nessun fenomeno di essicazione, migrazione, separazione o pump out
  • Schermatura EMI come effetto secondario, grazie all’alta conducibilità elettrica
  • Ripiegabile fin anche a 180° (grafite pirolitica)

FAQ

I pad termoconduttivi sono interfacce per la conduzione ottimale del calore. I pad termoconduttivi dielettrici sono utilizzati con componenti elettricamente non isolati. Questi “cuscinetti“ termici sono di solito realizzati in silicone, polimero o plastica, ad esempio poliimmide e sono di solito caricati con micro-ceramica termicamente conduttiva come ossido di alluminio, idrossido di alluminio, nitruro di boro o ossido di zinco. Se l’isolamento elettrico non è richiesto, di solito si utilizzano foil di grafite o film/foil a cambiamento di fase.

I pad termiconduttivi sono lamine o pellicole di materiale buon conduttore di calore. Il modo in cui funzionano è semplice: quando il pad termoconduttivo viene applicato su un componente che dissipa calore durante il suo funzionamento, sostituisce l’aria presente nello spazio tra il componente e il dissipatore. Attraverso il pad il calore del componente arriva per conduzione al dissipatore di calore, in quanto ha una conducibilità termica molto superiore a quella dell’aria, in particolare se si tratta di pad termoconduttivi HALA: con una conducibilità termica fino a 20 W/mK, i gap filler HALA superano di gran lunga la conducibilità termica dell’aria (0,0262 W/mK).

Per trovare il pad termoconduttivo giusto per una determinata applicazione, va considerato un certo numero di fattori, come le dimensioni del gap d’aria da colmare e le tolleranze meccaniche nella giunzione. Al fine di utilizzare in modo ottimale un pad termoconduttivo, esiste anche la possibilità di utilizzare alcuni tipi di gap-filler nelle tre dimensioni o come set. Le proprietà termiche e dielettriche sono decisive per la selezione din un pad termoconduttivo appropriato. In HALA offriamo diversi pad termoconduttivi con conducibilità termica fino a 20 W/mK, che possono essere elettricamente isolanti o non isolanti. Oltre a ciò, il comportamento meccanico a compressione e nel contatto è essenziale, in quanto determina il grado di adattabilità (bagnabilità) tra le superfici e quindi la resistenza termica di contatto.

Queste informazioni di solito indicano già il materiale più adatto per l’applicazione. Tuttavia, se ci sono delle necessità specifiche da parte vostra, potremo sicuramente trovare insieme una soluzione. Molti dei nostri clienti, per esempio, provengono dall’industria automobilistica e preferiscono interfacce termoconduttive senza silicone. Un altro fattore nella scelta del pad termoconduttivo giusto è il range di temperatura che il materiale deve sopportare e le possibili soluzioni possono variare significativamente.

In sintesi: le proprietà più importanti per selezionare un pad termoconduttivo sono

  • Conducibilità termica λ in W/mK
  • Resistenza termica Rth in K/W
  • Rigidità dielettrica in kV/mm o Tensione di isolamente in kV
  • Spessore (range)
  • Comportamento a compressione (curva pressione-schiacciamento)
  • Intervallo di temperatura d’esercizio
  • Specifiche del materiale, come ad esempio l’assenza di silicone

Inoltre, ci sono ulteriori criteri per la scelta, come la classificazione UL94-V0, la possibilità di lavorazioni e montaggio in loco, il budget del progetto (design-to-cost) e la finestra temporale per la produzione.

Volete semplificarvi la vita? Contattateci direttamente – trovaremo insieme certamente la soluzione adatta alla vostra applicazione.

I pad termoconduttivi sono spesso utilizzati nei laptop e nei computer perché, rispetto ai grassi termoconduttivi, non sono liquidi o pastosi e non presentano problemi di migrazione ed invecchiamento. Nei laptop si deve, da un lato, dissipare il calore emesso dalla batteria e, dall’altro, raffreddare i processori, ad esempio la CPU (Central Processing Unit). Nei portatili o in computer molto potenti, come quelli utilizzati per i giochi elettronici con schede grafiche a grande velocità di calcolo, il processore può rapidamente surriscaldarsi. Per tale motivo occorre migliorare il collegamento termico tra processore e dissipatore di calore. Questo si ottiene interponendo un “cuscinetto“ termoconduttivo ad elevate prestazioni, capace di adattarsi e conformarsi molto bene alle superfici di contatto, consentendo il raffreddamento efficace del processore fin dall’accensione. I materiali a cambiamento di fase (PCM), ad esempio in pellicola, sono una variante particolarmente efficace. Si sciolgono quando vengono riscaldati e ricoprono le superfici d’interfaccia durante il ciclo termico iniziale, in modo che le superfici di contatto siano completamente e perfettamente ricoperte da uno spessore minimo di materiale (bond line). Si ottiene così il miglior contatto termico in assoluto.

Grassi termici come mastici e paste sono tradizionalmente utilizzati in alternativa a pad termoconduttivi. Di norma sono compound pastosi, formati da micro-filler termicamente conduttivi immersi in un supporto, ad esempio silicone. Le paste termoconduttive sono applicate in forma liquida il che consente l’utilizzo in applicazioni diverse. Tuttavia, al fine di garantire una buona ripetibilità dell’applicazione, occorre dedicare molta precisione ed attenzione ai modi ed ai tempi del processo di dispensatura ed assemblaggio, generando un incremento di costi spesso non acccettabili. I pad termoconduttivi invece sono facili e sicuri da applicare, non contaminano e consentono di coprire velocemente un‘ampia area. Un’alternativa particolarmente efficace è fornita dai materiali a cambiamento di fase (PCM), pellicole che si ammorbidiscono quando vengono riscaldate e durante il ciclo termico iniziale ricoprono le superfici di contatto con uno spessore minimo ed uniforme (bond line). Si ottiene così il miglior contatto termico in assoluto.

Quindi, quale materiale sia più adatto al vostro progetto dipende da molti fattori. Se avete dubbi, potete contattare uno dei nostri referenti – siamo lieti di consigliarvi in qualsiasi momento e gratuitamente.

Di regola, va utilizzato o un pad termoconduttivo o in alternativa un grasso termoconduttivo. Utilizzarli insieme è complesso e non porta all’obiettivo desiderato. Al contrario: la spessore dell’interfaccia termica aumenta e il percorso che il calore deve colmare è maggiore. Inoltre è bene evitare di impilare pad termici uno sull‘altro poiché la trasmissione del calore tra strato e strato è più difficoltosa se gli strati non sono stati laminati in modo professionale. È quindi meglio ricercare fin dall’inizio una soluzione integrata ed ottimale di conduzione termica, adatta alla specifica applicazione ed evitando inutili lavori di bricolage.

Un’eccezione sono le tradizionali piastrine dielettriche di mica. Queste venivano utilizzate come pad termoconduttivi per collegare componenti elettrici a dissipatori di calore. Per un buon contatto termico, queste fragili piastrine venivano ricoperte di pasta termoconduttiva. Tuttavia, con i pad termoconduttivi di HALA questo non è necessario, anzi ne peggiorerebbe la prestazione.

Se si cerca nel web, di solito si trova un gran numero di negozi online dove gli utenti privati possono acquistare pad termoconduttivi pretagliati, forniti singolarmente o in piccole quantità. Questi fornitori spesso non sono in grado di servire la clientela business. Inoltre, in ambiente professionale bisogna che la soluzione di gestione termica sia una soluzione utilizzabile nel lungo termine, economicamente scalabile e quindi adatta anche a volumi produttivi medio-grandi. HALA vi offre proprio questo.

Da noi potete acquistare interfacce termoconduttive in elevate quantità. E, cosa ancor più importante, la consulenza dei nostri esperti può supportarvi nel trovare la soluzione ottimale per la vostra applicazione, sia che si tratti di un pad termoconduttivo oppure di un sistema di gestione termica customizzato.

La cosa migliore da fare è contattarci direttamente – possiamo consigliarvi in qualsiasi momento, gratuitamente e comodamente online.

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