Quando utilizzare pad termici o pasta termoconduttiva per il design della gestione termica delle PCB

Ho vissuto in Alabama, che scherzosamente definivo l'Inferno d'estate. Molto caldo, molta umidità, molto sudore. Sono però grato di non dover sperimentare il calore all'interno dei circuiti stampati ad alta potenza. Mentre potevo tuffarmi in piscina per rinfrescarmi, il layout del tuo PCB probabilmente utilizza un dissipatore di calore per impedire ai suoi circuiti integrati (IC) ad alta potenza di fondersi. Mentre sono indeciso tra indossare un costume intero o uno Speedo, tu potresti essere indeciso tra l'uso di pad/film termici o pasta/grasso termico per il tuo dissipatore. Ora, potresti non voler prendere consigli di moda da un alabamiano, ma ho alcuni buoni suggerimenti per decidere sul materiale di interfaccia termica (TIM), il pacco batteria e la maschera di saldatura perfetti.

Quella è proprio una scheda dall'aspetto cool.

Pad vs. Pasta: Vantaggi e Svantaggi

Sia i pad termici che la pasta termica presentano vari vantaggi e svantaggi. L'elenco è quasi lungo quanto un'estate del Sud, quindi potresti voler prendere una bevanda fresca per aiutarti a superarlo.

Pad Termici

Vantaggi:

• Facili da maneggiare

• Possono essere tagliati in forme specifiche

• Applicazione facile e senza disordine

• Nessun effetto di pompaggio

• Non si seccano

• Gamma di materiali con varie specifiche

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Svantaggi:

• Costi di produzione elevati

• Applicazione intensiva

A prima vista, i pad termici sembrano essere la soluzione ideale. Più adattabili di un mio Speedo e facili da applicare. Le possibilità di materiali versatili significano anche che puoi selezionare gli attributi elettrici, termici, chimici e fisici di un pad per la tua applicazione specifica. Tuttavia, proprio come una piscina interrata elegante costa più di un orrore fuori terra, il prezzo dei pad termici può farti sudare. I pad di resistenza termica per PCB sono normalmente applicati a mano durante la produzione. Questo aumenterà i costi di produzione per grandi ordini di schede.

Pasta Termica

Vantaggi:

• Affidabile

• Economica

• Applicazione facile

• Riempie bene gli spazi

• Strato sottile

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Svantaggi:

• Disordinata

• Pompa fuori

• Asciuga

• Richiede pressione

La pasta termica è come un vecchio stagno nel bosco. Sai che sarà sempre lì, ed è economica, ma le cose potrebbero diventare un po' disordinate. Tuttavia, proprio come la crema solare è più economica del trattamento per il cancro della pelle, la pasta termica costa meno dei pad termici per PCB.

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Come dicevo, applicazione disordinata.

Quando Usare Cosa

Alcune persone corrono verso l'oceano quando fa caldo, altre verso le montagne. Nella maggior parte delle applicazioni di circuiti stampati, non c'è una risposta chiara su quale TIM funzionerà meglio. Tuttavia, ci sono alcune applicazioni specifiche dove c'è un chiaro vincitore.

Pad Termici

Uno dei grandi vantaggi che i pad termici per PCB hanno rispetto alla pasta termica è che non presentano rischio di fuoriuscita. I circuiti stampati che subiscono rapidi cicli di temperatura sono i più suscettibili a questo fenomeno. Se prevedi che il tuo Circuito Stampato si accenda e si spenga rapidamente, probabilmente avrai bisogno di utilizzare un pad termico per il tuo dissipatore. Inoltre, se l'area che devi raffreddare ha una forma insolita, i pad per la resistenza termica possono essere la risposta per te. I pad termici possono essere tagliati in forme precise, rendendo la loro applicazione molto semplice.

Dicono che calore e pressione trasformino il carbonio in diamanti, ma io appassisco come un fiore al sole. I tuoi IC potrebbero essere un po' più simili a me che ai diamanti. La pasta termica richiede una grande quantità di pressione per trasferire efficacemente il calore. Se gli IC che stai raffreddando non possono sopportare lo stress meccanico, i pad per la resistenza termica sono la scelta giusta.

I pad termici sono anche molto utili quando le proprietà del TIM devono essere scelte con attenzione. I pad termici possono essere realizzati con una vasta varietà di materiali. Questo ti dà più controllo sulle proprietà del TIM come; resistenza chimica, conducibilità e proprietà fisiche.

Pasta Termica

Se il costo è un argomento importante per il tuo PCB, la pasta termica sarà la tua opzione più economica. Se esco al caldo, mi piace indossare la maglietta più sottile che ho. Lo stesso principio si applica ai TIM (Materiali Interfaccia Termica), poiché più sottile è lo strato di TIM, migliore è la conducibilità termica. I pad termici sono quasi sempre più spessi della pasta termica. Di conseguenza, la pasta termica di solito fornirà la migliore trasferimento del calore con il tuo tubo di calore. Se il tuo dissipatore di calore richiede un TIM con una conducibilità termica molto alta, la pasta termica potrebbe essere la migliore opzione.

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La pasta termica supera anche i pad termici quando si tratta di superfici irregolari. Poiché la pasta termica è liquida, può riempire grandi spazi in modo più uniforme rispetto ai pad termici. Alcuni dissipatori di calore o IC hanno superfici irregolari dove verrà applicato il TIM. Se questo è il caso per il tuo PCB, la pasta termica fornirà una migliore conducibilità termica rispetto a un pad termico.

Ricordare quali dei tuoi componenti necessitano di dissipatori di calore può essere complicato. Invece di sforzare il tuo cervello, lascia che il tuo software di progettazione PCB lo faccia per te. La maggior parte dei programmi di progettazione ti permetterà di aggiungere commenti sui componenti. Allega le preoccupazioni sulle prestazioni termiche a un componente elettronico per tenere il tuo PCB lontano dai guai. CircuitStudio^® ha una documentazione che mostra come modificare i componenti.

Mantenere freschi durante l'estate può a volte essere un lavoro a tempo pieno. Assicurarsi di scegliere il TIM giusto per mantenere fresco il tuo PCB può richiedere anche molto tempo. Tenere traccia delle raccomandazioni TIM sopra menzionate ti permetterà di concentrarti sulla tua temperatura piuttosto che su quella del tuo PCB.

Vuoi più informazioni sui TIM? Parla con un esperto di Altium Designer, oppure puoi iniziare una prova gratuita per scoprire di persona perché Altium Designer è il miglior software professionale per la progettazione di PCB.

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