Quando Usar Pastilhas Térmicas ou Pasta para o Design de Gerenciamento Térmico em PCB

Eu costumava morar no Alabama, que eu casualmente referia como o Inferno no verão. Muito calor, muita umidade, muito suor. No entanto, sou grato por não ter que experimentar o calor dentro de placas de circuito de alta potência. Enquanto eu podia pular na piscina para me refrescar, o layout do seu PCB provavelmente usa um dissipador de calor para manter seus circuitos integrados (ICs) de alta potência de derreterem. Enquanto estou indeciso entre escolher sungas ou um Speedo, você pode estar em dúvida entre usar pads/filmes térmicos ou pasta/graxa térmica para o seu dissipador de calor. Agora, você pode não querer seguir conselhos de moda de um alabamiano, mas eu tenho algumas boas dicas para decidir sobre o material de interface térmica (TIM), pacote de baterias e máscara de solda perfeitos.

Essa é uma placa com uma aparência bem legal.

Pads vs. Pasta: Vantagens e Desvantagens

Tanto os pads térmicos quanto a pasta térmica têm várias vantagens e desvantagens. A lista é quase tão longa quanto um verão do Sul, então você pode querer pegar uma bebida fresca para ajudar a passar por isso.

Pads Térmicos de Alívio

Vantagens:

• Fácil manuseio

• Pode ser cortado em formas específicas

• Aplicação fácil e sem bagunça

• Sem expulsão

• Sem ressecamento

• Variedade de materiais com várias especificações

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Desvantagens:

• Custos de fabricação altos

• Aplicação intensiva

À primeira vista, os pads térmicos de alívio parecem ser uma opção vencedora. Mais ajustáveis do que meu Speedo e fáceis de aplicar. As possibilidades versáteis de material também significam que você pode selecionar os atributos elétricos, térmicos, químicos e físicos de um pad para sua aplicação específica. No entanto, assim como uma piscina enterrada elegante custa mais do que uma monstruosidade acima do solo, o preço dos pads térmicos pode fazer você suar. Os pads térmicos de resistência para PCBs normalmente são aplicados manualmente durante a fabricação. Isso aumentará os custos de fabricação para grandes pedidos de placas.

Pasta Térmica

Vantagens:

• Confiável

• Barata

• Aplicação fácil

• Preenche bem as lacunas

• Camada fina

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Desvantagens:

• Bagunçada

• Esvaziar

• Secar

• Requer pressão

A pasta térmica é como um velho poço de natação no meio da floresta. Você sabe que ela sempre estará lá, e é barata, mas as coisas podem ficar um pouco bagunçadas. No entanto, assim como o protetor solar é mais barato do que o tratamento de câncer de pele, a pasta térmica é menos cara do que os pads térmicos de PCB.

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Como eu disse, aplicação bagunçada.

Quando Usar O Quê

Algumas pessoas correm para o oceano quando está quente, outras correm para as montanhas. Na maioria das aplicações de placas de circuito impresso, não há uma resposta clara sobre qual TIM funcionará melhor. No entanto, existem algumas aplicações específicas onde há um vencedor claro.

Pads Térmicos

Uma das grandes vantagens que os pads térmicos de PCB têm sobre a pasta térmica é que eles não têm risco de "pump out". Placas de Circuito Impresso que têm ciclos rápidos de temperatura são as mais suscetíveis a isso. Se você espera que sua Placa de Circuito Impresso ligue e desligue rapidamente, provavelmente precisará usar um pad térmico para o seu dissipador de calor. Além disso, se a área que você precisa resfriar tem um formato estranho, os pads de resistência térmica podem ser a resposta para você. Os pads térmicos podem ser cortados em formas precisas, tornando sua aplicação muito fácil.

Dizem que calor e pressão transformam carbono em diamantes, mas eles apenas me fazem murchar como uma flor ao sol. Seus ICs podem ser um pouco mais como eu do que como diamantes. A pasta térmica requer uma grande quantidade de pressão para transferir calor efetivamente. Se os ICs que você está resfriando não podem suportar estresse mecânico, os pads de resistência térmica são a escolha certa.

Os pads térmicos também são muito úteis quando as propriedades do TIM precisam ser cuidadosamente escolhidas. Os pads térmicos podem ser feitos de uma variedade muito ampla de materiais. Isso lhe dá mais controle sobre propriedades do TIM como; resistência química, condutividade e propriedades físicas.

Pasta Térmica

Se o custo é um ponto crucial para a sua PCB, a pasta térmica será a opção mais econômica. Se eu vou para fora no calor, gosto de usar a camisa mais fina que tenho. O mesmo princípio se aplica aos TIMs, pois quanto mais fina a camada de TIM, melhor a condutividade térmica. As almofadas térmicas são quase sempre mais espessas do que a pasta térmica. Assim, a pasta térmica geralmente proporcionará a melhor transferência de calor com o seu tubo de calor. Se o seu dissipador de calor requer um TIM com uma condutividade térmica muito alta, a pasta térmica pode ser a melhor opção.

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A pasta térmica também supera as almofadas térmicas quando se trata de superfícies irregulares. Como a pasta térmica é líquida, ela pode preencher grandes lacunas de forma mais uniforme do que as almofadas térmicas. Alguns dissipadores de calor ou ICs têm superfícies irregulares onde o TIM será aplicado. Se esse for o caso da sua PCB, a pasta térmica proporcionará uma melhor condutividade térmica do que uma almofada térmica.

Lembrar quais dos seus componentes precisam de dissipadores de calor pode ser complicado. Em vez de forçar a sua memória, deixe o software de design da sua PCB fazer isso por você. A maioria dos programas de design permitirá que você adicione comentários nos componentes. Anexe preocupações com o desempenho térmico a um componente eletrônico para manter sua PCB longe de problemas. CircuitStudio^® possui documentação mostrando como editar componentes.

Manter-se fresco no verão pode, às vezes, ser um trabalho em tempo integral. Certificar-se de escolher o TIM certo para manter sua PCB fresca também pode consumir muito tempo. Acompanhar as recomendações de TIM acima permitirá que você se concentre na sua própria temperatura em vez da da sua PCB.

Quer mais informações sobre TIMs? Fale com um especialista em Altium Designer, ou você pode iniciar um teste gratuito para descobrir por si mesmo por que o Altium Designer é o melhor software profissional de Design de PCB.

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