A medida que los dispositivos electrónicos se vuelven cada vez más compactos y potentes, una gestión térmica eficaz se ha vuelto esencial para mantener el rendimiento, la fiabilidad y la vida útil. El calor generado por LEDs, módulos de potencia, componentes semiconductores, electrónica automotriz y otros dispositivos electrónicos debe transferirse eficientemente desde los componentes generadores de calor hacia disipadores o sistemas de refrigeración.
Sin embargo, incluso superficies de aspecto liso contienen irregularidades microscópicas. Cuando dos componentes se ensamblan, pueden quedar pequeños espacios de aire entre ellos, aumentando la resistencia de contacto térmico y reduciendo la eficiencia de transferencia de calor.
Aquí es dondeMateriales de interfaz térmica (TIMs)Que intervenga.
Entre las diferentes soluciones TIM,Gel termoconductor, también conocido como gel térmico o relleno térmico desechable, ofrece una combinación de suavidad, conformidad, capacidad de relleno de huecos y conductividad térmica. A diferencia de las almohadillas térmicas rígidas, el gel térmico puede adaptarse a superficies irregulares y adaptarse a variaciones en el grosor de la separación. También puede dispensarse directamente sobre componentes, lo que lo hace adecuado para procesos de fabricación automatizados.
Pero, ¿qué es exactamente el gel termoconductor? ¿Cómo funciona y en qué se diferencia de la grasa térmica o las almohadillas térmicas? Más importante aún, ¿cómo deberías elegir el gel térmico adecuado para tu aplicación?
En esta guía, explicaremos las propiedades, principios de funcionamiento, aplicaciones, ventajas y consideraciones de selección del gel termoconductor para ayudarte a entender cuándo y por qué puede utilizarse para la gestión térmica.
El gel térmico (también conocido como gel termoconductor, gel disipador de calor, gel de CPU y gel de procesador, etc.) es un material termoconductor similar a la silicona que se forma al agitar, mezclar y encapsular resina de silicona, agente reticulante, relleno térmico conductor y agente de curado.
Tiene una parte y dos partes de gel de silicona termoconductor. Entre ellos, el gel térmico de dos componentes se divide en componentes A y B. El componente A está compuesto por resina de silicona, agente reticulante y relleno, y el componente B está compuesto por resina de silicona, catalizador y relleno. Después de mezclar y curar ambos, se convierte en gel de sílice térmica.
Módulos de potencia
Módulos IGBT
Iluminación LED
Electrónica automotriz
Equipos de telecomunicaciones
Fuentes de alimentación
Electrónica de consumo
CPUs / GPUs
Sistemas de baterías y almacenamiento de energía
Equipos de control industrial
Dado que el gel térmico tiene una gran proporción de rellenos termoconductivos y la viscosidad del caucho es alta, el gel termoconductor es propenso a burbujas de aire durante la producción y empaquetado del tubo de caucho. La generación de burbujas hará que el caucho se solidifique y forme una cavidad, lo que afecta la apariencia del gel de transferencia de calor y reduce la conductividad térmica.
Si hay burbujas en un componente del gel térmico de dos componentes, también afectará la proporción de mezcla del pegamento AB y el rendimiento de todos los aspectos del producto.
Durante la prueba de dispensación del gel termoconductor, si la salida del pegamento es demasiado pequeña, la presión de extrusión o la viscosidad del gel conductor térmico son demasiado altas, el pegamento se desbordará por el extremo de la manguera. Una de las principales razones es que, al apretar el pegamento por la tapa de la cola, el pegamento también la aprieta de forma inversa. Cuando la presión es demasiado alta, la tapa trasera no puede soportar la deformación y los desbordamientos. La segunda es que el gel comprime térmicamente el tubo de empaquetado, lo que provoca que este se deforme y desborde.
| Característica | Gel térmico | Grasa térmica | Plataforma térmica |
| Forma | Gel | Pasta | Almohadilla sólida |
| Relleno de huecos | Excelente | Limitada | Bien |
| Superficies irregulares | Excelente | Bien | Limitada |
| Dispensación automatizada | Sí | Sí/limitado | No |
| Fuerza de compresión | Bajo | Bajo | Medio/Alto |
| Flexibilidad de grosor | Alto | Muy alto | Fijado |
| Reestructurabilidad | Depende de la formulación | Normalmente fácil | Fácil |
| Aplicación | Automatizado / dispensador | Impresión / recubrimiento | Montaje manual |
| Mejor para | Huecos irregulares y producción en masa | Interfaces delgadas | Huecos fijos |
El sangrado o migración de aceite puede contaminar los componentes circundantes y afectar la fiabilidad a largo plazo, dependiendo de la formulación y el entorno de aplicación.
Aunque la almohadilla térmica tiene una larga vida útil, presenta una alta resistencia térmica y requiere una mayor presión de trabajo.
El gel térmico combina varias ventajas de la grasa térmica y las almohadillas térmicas, especialmente en el relleno de huecos, la conformidad y la dispensación automatizada. Sin embargo, la selección del material debe basarse igualmente en la conductividad térmica, el grosor de la brecha, los requisitos de compresión, el comportamiento de curado y las condiciones de aplicación.
El gel termoconductor es una grasa de silicona mezclada con partículas de alta conductividad térmica (como alúmina, polvo de plata, etc.), que luego pasa por un proceso de tratamiento térmico para entrecruzar siloxano de bajo peso molecular, formando un gel.
El relleno térmico es una sustancia en estado gelificado entre líquido y sólido. No solo tiene características de recuperación de forma, fuerte cohesión del material, alta resistencia al calor, buena estabilidad térmica a largo plazo, etc., sino que también tiene una resistencia térmica extremadamente baja, como la grasa de silicona termoconductora que puede rellenar huecos, y tiene alta adhesión.
AntasGel térmico de dos componentesModelo de producto
Gel de disipación de calor ZS-GF-5299Bes un tipo de gel de silicona de alta conductividad térmica que moldea dos componentes similar a una pasta, que puede curarse calentándose, y tiene la característica de que cuanto mayor es la temperatura, más rápido se cura.
Este relleno térmico no produce ningún subproducto en la reacción de curado. Es adecuado para PC, PP, ABS, PVC y otros materiales y superficies metálicas, y puede utilizarse en entornos de -40°C a 200°C y cumple plenamente con los requisitos de las directivas ROHS y REACH de la UE.
Gel térmico de un componente / dos componentes
Conductividad térmica personalizada
Diferentes opciones de viscosidad
Diferentes opciones de embalaje
Capacidad de I&D
Capacidad de producción
Control de calidad
OEM / ODM
Formulación personalizada
Selección de productos
Pruebas de aplicación
Compatibilidad de dispensación
Pruebas de muestra
Soporte TDS / MSDS
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El gel térmico es un material de interfaz térmica blando y conformable (TIM) utilizado para mejorar la transferencia de calor entre componentes generadores de calor y disipadores u otras superficies de refrigeración. Rellena huecos microscópicos de aire e irregularidades superficiales, ayudando a reducir la resistencia de contacto térmico.
El gel termoconductor puede utilizarse en aplicaciones como electrónica de potencia, iluminación LED, equipos de telecomunicaciones, electrónica automotriz, sistemas de control industrial y otros dispositivos electrónicos donde se requiere una disipación eficiente del calor.
No. El gel térmico y la grasa térmica son ambos materiales de interfaz térmica, pero tienen propiedades físicas y características de aplicación diferentes.
La grasa térmica suele ser un material similar a una pasta diseñada para formar una fina capa de interfaz térmica, mientras que el gel térmico suele ser más blando y puede diseñarse para rellenar huecos mayores o desiguales. El gel térmico también puede ser adecuado para aplicaciones de dispensación automatizada donde se requiera una colocación controlada de materiales.
El material adecuado depende de factores como el grosor de la separación, la conductividad térmica, la viscosidad, el método de dispensación, la temperatura de funcionamiento y los requisitos de ensamblaje.
Muchos geles termoconductores a base de silicona están formulados para proporcionar aislamiento eléctrico y a la vez una buena conductividad térmica. Sin embargo, el aislamiento eléctrico es específico de la formulación y no debe asumirse para todos los geles térmicos.
Cuando el aislamiento eléctrico es importante, revisa los datos técnicos del fabricante para propiedades como la resistividad de volumen, la resistencia dieléctrica y la constante dieléctrica antes de seleccionar un producto.
La principal diferencia es su forma física y su método de aplicación.
Las almohadillas térmicas son materiales sólidos preformados con un grosor definido, mientras que los geles térmicos son materiales blandos y prescindibles que pueden adaptarse a superficies irregulares y adaptarse a variaciones en el grosor de la abertura.
El gel térmico puede ser una mejor opción cuando:
El grosor de la brecha varía a lo largo del conjunto
Las superficies de acoplamiento son irregulares o desiguales
Se requiere una cantidad personalizada de material térmico
Se prefiere la dispensación automatizada
Es importante tener un bajo esfuerzo de ensamblaje
Las almohadillas térmicas pueden ser más adecuadas cuando se requiere un grosor fijo y una instalación sencilla.
Sí, el gel térmico puede diseñarse para rellenar huecos mayores que la grasa térmica convencional, pero el grosor máximo recomendado depende de la formulación específica.
Al seleccionar un relleno térmico de hueco, se considere no solo el grosor nominal del hueco, sino también la viscosidad del material, el comportamiento al flujo, las características de compresión, el comportamiento de curado o secado, la conductividad térmica y la estabilidad a largo plazo.
Para aplicaciones con huecos relativamente grandes o variables, un gel térmico desechable puede ofrecer más flexibilidad que una almohadilla térmica preformada.
Sí. Muchos geles térmicos desechables están diseñados para dispensar automatizadamente y pueden integrarse en las líneas de producción.
La dispensación automatizada puede ayudar a controlar:
Volumen de dispensación
Puesto de candidatura
Grosor del material
Consistencia en la producción
Tiempo de ciclo de montaje
Sin embargo, el rendimiento de dispensación depende de la viscosidad, reología, envase, características de curado y del equipo de dispensación que se utilize. Se recomienda evaluar el gel térmico junto con el sistema de dispensación previsto antes de la producción en masa.
Depende del tipo de gel térmico.
Algunos geles térmicos están diseñados para mantenerse blandos y flexibles tras la aplicación, mientras que otros pueden sufrir curado u otros cambios en sus propiedades físicas. El rendimiento a largo plazo depende de la formulación, la temperatura de funcionamiento, las condiciones ambientales y el diseño de la aplicación.
Al evaluar un gel térmico, hay que ir más allá de la conductividad térmica inicial y también considerar su estabilidad a largo plazo, el sangrado de aceite, la contracción, el cambio de dureza y su resistencia a la temperatura y la exposición ambiental.
Una mayor conductividad térmica no siempre significa una mejor solución de interfaz térmica.
La conductividad térmica adecuada depende de la carga térmica, el grosor de la interfaz, la temperatura del componente, el sistema de refrigeración disponible y los requisitos generales de resistencia térmica.
Además de la conductividad térmica, considere:
Resistencia térmica
Grosor de la brecha
Viscosidad y comportamiento de dispensación
Rango de temperatura de funcionamiento
Requisitos de aislamiento eléctrico
Compresión o tensión mecánica
Fiabilidad a largo plazo
Compatibilidad con los sustratos y componentes
Por esta razón, la conductividad térmica debe evaluarse junto con el sistema completo de gestión térmica en lugar de considerarse como una especificación independiente.
Al elegir un fabricante de gel térmico, evalúa tanto el material en sí como sus capacidades técnicas y de producción.
Los factores importantes incluyen:
Rendimiento térmico:¿El fabricante proporciona datos fiables sobre conductividad térmica y resistencia térmica?
Consistencia del producto:¿Puede el fabricante mantener un rendimiento estable entre lotes de producción?
Soporte de aplicaciones:¿Puede el proveedor ayudar con la selección de materiales, la dispensación y las pruebas de aplicación?
Personalización:¿Se pueden personalizar la formulación, viscosidad, conductividad térmica, envase u otras propiedades cuando sea necesario?
Control de calidad:¿El fabricante dispone de procedimientos adecuados de pruebas y control de calidad?
Capacidad de producción:¿Puede el proveedor soportar tanto la prueba de muestras como la producción a gran escala?
Documentación:¿Están disponibles TDS, SDS, informes de prueba y otros documentos técnicos?
Capacidad OEM/ODM:¿Puede el fabricante ofrecer productos personalizados o soluciones de marca blanca si es necesario?
Para aplicaciones industriales, generalmente es mejor trabajar con un fabricante de gel térmico que pueda ofrecer ambas opcionesSoporte para el rendimiento y la aplicación de materiales, en lugar de elegir un proveedor solo por la conductividad térmica.
Jointas Chemical proporciona soluciones de materiales de interfaz térmica para aplicaciones electrónicas y de gestión térmica. Si buscas unfabricante de gel térmico, proveedor de gel conductor térmico o relleno térmico personalizado, contacta con nuestro equipo técnico para discutir los requisitos de tu solicitud y solicitar información sobre productos o muestras.