Dosificación de pastas térmicas

La solución para casos y temas candentes

Las pastas térmicas son materiales de encapsulado altamente viscosos enriquecidos con cargas especiales que garantizan la disipación fiable de calor entre dos piezas. Con el establecimiento de nuevas tecnologías y la creciente miniaturización de los componentes electrónicos ha aumentado en los últimos años la demanda de este tipo de materiales. Durante la dosificación de pastas térmicas debe usarse una técnica operacional adaptada para que los materiales y los sistemas de aplicación no se averíen.

Las pastas térmicas son materiales pastosos de uno o de dos componentes enriquecidos con cargas conductoras de calor. Estos mejoran la transferencia de calor entre dos objetos, por ejemplo entre un circuito impreso y un disipador y contribuyen, por tanto, a evitar caídas de potencia y defectos. Estos materiales también se conocen como «Gap Filler». Usuales son materiales de encapsulado de uno o dos componentes a base de silicona, epoxi o poliuretano. Agregando cargas y aditivos pueden modificarse las propiedades de las pastas térmicas y adaptarse así a cada aplicación.

Para la aplicación de materiales de encapsulado conductores de calor es importante el coeficiente de conductividad térmica específico λ. Este valor (unidad: W/(m∙K)) indica la capacidad de transporte de energía térmica de un material mediante la conducción de calor. Cuanto mayor sea la capacidad de conductibilidad térmica, mayor será la transferencia de calor por cada unidad de tiempo.

Pastas térmicas: propiedades y campos de aplicación

Las pastas térmicas se emplean en el sector de la automoción, en el sector eléctrico y de la electrónica así como en muchos otros sectores. En los últimos años se ha podido observar un consumo extremadamente elevado de estos materiales, entre otras cosas, debido al establecimiento de nuevas tecnologías o al desarrollo ulterior rasante de tecnologías ya probadas. Sirven como ejemplo la tecnología LED o el encapsulado de baterías en el sector de la electromovilidad. El tema de la gestión térmica también cobra cada vez más importancia por la creciente miniaturización de los componentes electrónicos en todos los ámbitos.

La conductibilidad térmica de las pastas térmicas se logra con cargas especiales tales como el óxido de aluminio, la plata o el nitruro de boro. Estas cargas en forma de trozos, bolas o cubos tienen, a menudo, un grado de dureza muy alto así como formas con aristas vivas. Por tanto, a la hora de elegir los sistemas para la preparación y dosificación de las pastas térmicas debe asegurarse que el diseño de la unidad sea adecuado. De lo contrario, los usuarios tendrán que contar con costes de mantenimiento y reparación elevados.

Materiales conductores de calor, caso especial

Los adhesivos térmicos tienen una doble función. Mientras que las pastas térmicas se dosifican para unir dos piezas térmicamente, los adhesivos térmicos se encargan no solo de la unión térmica, sino también de la unión mecánica. La conductibilidad térmica específica de estos adhesivos es menor en comparación con la de las pastas térmicas. Para poder garantizar con fiabilidad la doble funcionalidad del material, debe adaptarse el volumen de carga al agente portador. Pues un lote de carga demasiado alto para mejorar las propiedades conductoras térmicas tendría como consecuencia un empeoramiento inmediato de las propiedades de adherencia. Al contrario, si se emplea un lote de adhesivo demasiado alto, existe el peligro de que el compuesto empiece a disolverse bajo las influencias de temperatura.

Pastas térmicas: procesado y encapsulado

Para obtener resultados perfectos durante la aplicación de materiales conductores de calor es esencial elegir el sistema de dosificación adecuado. Mientras que los sistemas de dosificación por bomba de engranajes no son adecuados para materiales pastosos y con un alto nivel de carga, los dosificadores por pistones ofrecen muchas ventajas gracias a su robustez y a su alta precisión durante el mezclado.

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Las pastas térmicas monocomponentes no necesitan mezclarse antes de la aplicación pero, en comparación con los sistemas bicomponentes, se necesita una logística mayor. Dependiendo de si el curado se inicia por humedad atmosférica, UV o temperatura, deben tomarse precauciones para que el material no endurezca ya antes de aplicarse. Para ello se debe asegurar una refrigeración continua del material así como una almacenamiento especial de los envases y los cartuchos. Con pastas térmicas bicomponentes, sin embargo, se pueden alcanzar propiedades de material mucho mejores y, además de ello, los usuarios pueden contar con tiempos de endurecimiento más cortos y emisiones de COV reducidas.

Para obtener resultados de encapsulado óptimos y para evitar paradas de las unidades, los usuarios deben emplear técnicas operacionales ajustadas a los materiales durante la preparación, alimentación y dosificación de la pasta térmica. Para garantizar una alimentación de materiales conductores de calor muy viscosos exenta de burbujas de aire, Scheugenplug cuenta con dos unidades de alimentación robustas:

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CONSEJO: Si los cartuchos de material son demasiado grandes y deben conectarse con el sistema de dosificación a través de conductos adicionales, puede ser recomendable emplear un así llamado «booster». Este multiplica la presión de descarga y acelera con ello el proceso de dosificación de materiales conductores de calor muy pastosos.

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