Pads térmicos vs. Pasta térmica: la mejor opción para montar tus disipadores de calor

Zachariah Peterson
|  Creado: January 23, 2018  |  Actualizado: October 15, 2021
Pads térmicos vs. Pasta térmica: la mejor opción para montar tus disipadores de calor

Anteriormente trabajé en la industria de la construcción como asistente de construcción, cargo en el que mi responsabilidad fundamental era aplanar el terreno antes del volcado del hormigón, para garantizar unos cimientos perfectamente nivelados. Era un trabajo tedioso y agotador, pero también extremadamente importante para que los edificios pudiesen resistir años y años de uso y abuso. Me tocaba recorrer a pie el terreno, armado con tan solo una pala para garantizar que el suelo estuviese plano y nivelado con un margen de error de una pulgada (dos centímetros y medio). Y una pulgada es un margen de error bastante estrecho, por decir lo menos. Y sin embargo, quien oficio tiene, su casa mantiene: para mí era cuestión de honor que, al final de cada día, ese terreno iba a estar apto para edificar hasta la gran pirámide de Keops.

Pero, por más perfecto e impecable (según mi opinión) que fuese mi trabajo, siempre quedaba por ahí algún que otro inevitable bache o depresión de una pulgada. Y, aunque a una fracción de esa dimensión, es inevitable que la superficie de tu CPU también tenga uno que otro bache o bulto. La realidad es así: toda CPU tiene dificultades para mantener un nivelado pristino. Sin embargo, con una adecuada comprensión de cómo se monta un disipador de calor, te resultará mucho más fácil el mantener tu CPU en la condición y estructura que necesitas.

Pad térmico vs. Pasta térmica: ¿cuál brinda un mejor cubrimiento?

Siendo realistas, no hay tal cosa como unas bases perfectamente niveladas. En la práctica, simplemente hay demasiadas influencias y factores externos que están fuera de nuestro control. Pero aun así, mi labor era lograr un nivelado que permitiese verter el hormigón y así obtener unos cimientos que durasen muchos años. Ahora, imaginemos que el hormigón (que rellena muy bien todas esas pequeñas inconsistencias) es la pasta térmica o grasa térmica que normalmente se vierte sobre tu CPU. Esta pasta es excepcionalmente buena para rellenar esos microbaches. Esta es una de las ventajas de usar un pad térmico vs. la pasta térmica.

El adhesivo térmico durará muchísimo tiempo y será una opción muy superior para optimizar la transferencia de calor, o conductividad térmica, hacia tu disipador. Una capa de pasta térmica o grasa térmica creará un recubrimiento integral sobre la parte superior del componente. Como es un líquido espeso, rellenará todos los espacios vacíos en el componente y en la parte inferior del disipador térmico. Esto genera una transferencia de calor mucho más eficiente hacia el disipador.

Thermal pad vs. thermal paste for heatsinks

Pasta térmica Laird (Fuente de la imagen)

Los pads térmicos, por otra parte, también se asientan con facilidad en esta superficie casi plana (parecido a lo que sería colocar una lámina de contrachapado sobre un suelo casi plano). Sin embargo, seguirán existiendo pequeños espacios o separaciones entre la CPU y el pad térmico. Estas pequeñas bolsas de aire generan una conductividad térmica ligeramente inferior, porque el aire no es muy bueno para transferir el calor.

Si aún no tienes muy claro si debes usar un pad térmico o más bien pasta térmica, ambas soluciones te ofrecerán una superficie prácticamente plana para montar tu disipador. Si el control de la temperatura resulta muy crítico y necesitas de verdad ese medio grado adicional de enfriamiento, entonces la mejor opción será la pasta térmica. En componentes con un alto consumo de potencia, como FPGA o CPU de alto rendimiento, la discusión no termina con la selección entre el pad térmico o la pasta térmica. Seguramente deberás añadir un ventilador de enfriamiento a estos componentes para garantizar que la temperatura permanezca en el nivel adecuado.

Heatsink thermal pad vs paste

Un pad térmico con disipador es mucho menos complicado de usar que la pasta térmica.

Aprovechar al máximo tus habilidades para no quedarte "pegado"

Utilizando una vez más nuestra analogía con el hormigón, nuestro trabajo va mucho más allá de simplemente asegurarnos de tener una superficie nivelada y horizontal sobre la cual edificar la casa (o montar el disipador). Verter hormigón ciertamente es una manera superior de rellenar cualquier bolsa de aire. Sin embargo, también representa una operación más engorrosa, pegajosa y complicada. De manera similar, la aplicación de la pasta térmica sobre la CPU puede volverse un poco desastrosa si tu mismo (o el responsable del montaje) no están bien versados en este arte. La consistencia de la pasta térmica es exactamente lo que su nombre sugiere: una pasta líquida. Imagínate cómo sería intentar verter hormigón sin nada de experiencia previa: ¡pues un desastre, por supuesto!

Por otra parte, colocar un pad térmico (equivalente a una lámina de contrachapado) es una operación mucho más sencilla, que requiere de menos pericia. Los pads térmicos suelen incluir una película pegajosa en ambas caras, y no precisan del pulso de cirujano que hay que tener para verter la pasta térmica correctamente. Todo lo que hay que hacer es retirar la película protectora y colocarla sobre tu CPU. Si bien la aplicación de pasta térmica es una buena práctica, colocar un pad térmico es tan sencillo como poner un sticker.

Pad térmico vs. Pasta térmica: durabilidad

Si tuvieses que evaluar la longevidad de tu producto después del montaje, ciertamente haría falta considerar algunos factores como: ¿la base debe resistir durante 1000 años sin mantenimiento? ¿o solo tiene una vida útil de 10 años? A veces, al considerar los aspectos de la vida útil de una PCB, nuestros diseños deben durar décadas enteras bajo exigentes condiciones de operación. El uso de pasta térmica para montar el disipador de calor de tu CPU definitivamente durará más que cualquier pad térmico y le dará mucha más resistente al desgaste.

Esto se debe simplemente al material que se usa en cada producto. La pasta térmica, compuesto térmico para CPU o una grasa térmica, en comparación con un pad térmico, se adhiere y solidifica después de su aplicación, mientras que un pad térmico mantiene una textura esponjosa. Será una solución más duradera y menos costosa. Esto es particularmente cierto en los casos en que ocurren ciclos térmicos continuamente.

Compuestos térmicos epóxicos vs. Pad térmico

En contraste, un pad térmico para disipador se volverá frágil con el tiempo, después de sufrir continuos ciclos térmicos, momento en el cual el disipador puede desprenderse del componente. Otra interfaz térmica que tiene una vida útil similarmente corta es el epoxi térmico, que se solidifica hasta convertirse en un material plástico suave. Tiene la misma capacidad de rellenar baches que la pasta térmica, pero con la durabilidad de un pad térmico. También se volverá quebradizo con el tiempo al estar expuesto a ciclos térmicos continuos.

Epoxy thermal compound vs thermal pad

Compuesto térmico epóxico vs. pad térmico: este CI tiene algunos restos de epoxi térmico (Fuente de la imagen).

Si lo que buscas es un proceso menos exigente para el montaje del disipador en un producto que tendrá una vida útil mucho más corta, entonces el uso de un pad térmico con disipador puede funcionar mejor. Los pads térmicos, pads de conductividad térmica o pads de interfaz térmica, que son más costosos, suelen estar hechos de materiales similares a la goma y son menos resistentes al desgaste que sus contrapartes líquidas.

Restos de pasta térmica

Para concluir con las sugerencias de montaje de nuestro disipador, hemos determinado algunas consideraciones útiles. La pasta térmica es un producto muy superior a la hora de rellenar esos pequeños "baches" de aire y tendrá un rendimiento superior para la disipación térmica. Sin embargo, su aplicación requiere de un nivel de habilidad superior y seguramente será más engorrosa. El hecho de que la pasta térmica sea más duradera que los pads térmicos implica que será mucho más difícil quitar el disipador si hace falta reemplazarlo. Parte de la pasta térmica se quedará pegada en el componente (como se muestra en la siguiente imagen) y será difícil de eliminar.

Thermal pad vs. paste durability
Durabilidad del pad térmico vs. la pasta térmica: se puede ver la pasta térmica intacta en este componente.

Los pads térmicos siempre serán menos engorrosos de montar, pero también tendrán un inferior desempeño en términos de la conductividad térmica del disipador. La pasta térmica también se lleva la palma en términos de la vida útil del producto en comparación con la aplicación de la pasta térmica, simplemente debido al material del cual está hecha.

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Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson cuenta con una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland. Realizó su investigación en Física MS sobre sensores de gas quimisortivo y su doctorado en Física Aplicada sobre teoría y estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas en láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sistemas ambientales y análisis financiero. Su trabajo ha sido publicado en varias revistas revisadas por pares y actas de conferencias, y ha escrito cientos de blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Zachariah trabaja con otras compañías en la industria de PCB proporcionando servicios de diseño e investigación. Es miembro de IEEE Photonics Society y de la American Physical Society.

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