La comparación entre la grasa y el gel conductores térmicos

El gel conductor térmico ofrece un rango de conductividad térmica de 1,9–3,0 W/m*K, mientras que la grasa conductora térmica tiene una conductividad térmica que varía de 0,8–3,8 W/m*K.

① Aislamiento eléctrico

La grasa conductora térmica presenta propiedades aislantes inferiores porque su formulación incorpora polvo metálico. En cambio, el gel conductor térmico ofrece un excelente rendimiento de aislamiento eléctrico. Cuando se prueba a un espesor de 1 mm, su tensión de ruptura eléctrica supera los 4000 voltios.

② Forma física y características de aplicación

La grasa conductora térmica se suministra en forma de pasta. Requiere una aplicación manual cuidadosa y uniforme. La aplicación resulta particularmente incómoda al trabajar con componentes de gran tamaño. Asimismo, conlleva riesgos de contaminar partes electrónicas adyacentes, lo que puede provocar cortocircuitos o rayaduras en la superficie. Además, la grasa conductora térmica presenta limitaciones cuando se utiliza como material de interfaz térmica para rellenar huecos.</p>

③ Rendimiento térmico

Los productos con igual conductividad térmica nominal muestran un mejor rendimiento de transferencia de calor con grasa térmica, debido a su menor resistencia térmica. Por consiguiente, para alcanzar una capacidad equivalente de disipación de calor, las láminas de silicona conductora térmicamente deben poseer un valor nominal de conductividad térmica más elevado que el de la grasa térmica.</p>

Cómo elegir

La forma más clara de decidir es trabajar hacia atrás desde la interfaz y el ciclo de vida del producto:

①Hueco y planicidad. Si la línea de unión es inferior a ~0,1 mm y las superficies son planas y tienen tolerancias ajustadas, la grasa es la opción natural. Si la separación es mayor, variable o abarca componentes irregulares, el gel es la opción práctica.

②Ciclos térmicos y exposición a vibraciones. En un entorno benigno y estacionario con ciclos de alimentación eléctrica poco frecuentes, la ventaja inicial de la grasa en cuanto a resistencia puede persistir. En caso de ciclos térmicos repetidos, vibración o variaciones amplias de temperatura, la resistencia del gel a la expulsión y al secado es el factor determinante.

③Volumen de producción y automatización. El trabajo de bajo volumen o de prototipos favorece la grasa. Las líneas automatizadas de alto volumen favorecen el gel; el umbral de 5 000 componentes es un punto de partida útil para un análisis de costos.

④Mantenibilidad. Si es probable que el ensamblaje se vuelva a trabajar en el campo, la grasa ofrece la vía de eliminación más clara, aunque la mejor práctica consiste en renovar la grasa tras la reutilización. El gel puede volver a trabajarse en muchas formulaciones y deja menos residuos, pero su estado de curado debe comprenderse antes de suponer una separación limpia.

La tendencia general de la industria se inclina hacia los geles: a medida que los dispositivos electrónicos avanzan hacia una mayor densidad de potencia, una mayor vida útil y diseños «sin mantenimiento», las desventajas del graso relacionadas con su envejecimiento y su expulsión se convierten en riesgos a nivel de sistema, más que en compensaciones aceptables. Sin embargo, esta tendencia no constituye un mandato universal. Una CPU para juegos o un módulo de potencia fuertemente sujeto con una interfaz inferior a 0,1 mm sigue obteniendo un excelente rendimiento con un graso de alta calidad. La pregunta adecuada no es «¿qué material es mejor?», sino «¿qué modo de fallo puede tolerar mi diseño —y cuál no puede tolerar?».