Dalla CPU all'IGBT: Guida alla Selezione della Pasta Termoconduttiva e all'Ottimizzazione della Gestione Termica

Con il continuo aumento della densità di potenza dei dispositivi elettronici, un'efficace gestione termica è diventata un fattore chiave per garantire l'affidabilità e le prestazioni del sistema. Dalla central processing unit (CPU) dei personal computer agli IGBT nel campo dell'elettronica di potenza, se il calore generato dai componenti elettronici durante il funzionamento non può essere dissipato prontamente, la temperatura aumenterà bruscamente, il che influenzerà le prestazioni dell'apparecchiatura, ne accorcerà la durata e potrebbe persino causare malfunzionamenti.

Il silicone termoconduttivo è un tipo comune di materiale di interfaccia termica, ampiamente utilizzato nei sistemi di raffreddamento di vari dispositivi elettronici grazie all'eccellente conduttività termica, alla facile applicazione e ai vantaggi in termini di costi. Tuttavia, in risposta alle diverse esigenze di diversi scenari applicativi, come selezionare e utilizzare scientificamente il silicone termoconduttivo per ottenere buoni risultati nella gestione termica rimane una sfida pratica per gli ingegneri.
Il silicone termoconduttivo è un materiale composito a forma di pasta composto da una matrice di silicone organico e un riempitivo conduttivo. Il suo principio di funzionamento è quello di riempire gli spazi microscopici tra il dissipatore di calore e l'elemento riscaldante, rimuovere l'aria tra le interfacce e stabilire un efficace canale di conduzione del calore. I principali indicatori di prestazione del silicone termoconduttivo includono la conduttività termica (tipicamente compresa tra 1,2 e 25 W/m·K), la resistenza termica (significativamente influenzata dallo spessore e dall'area di contatto), l'intervallo di temperatura di esercizio (-40°C a 200°C), la rigidità dielettrica (importante per le applicazioni di isolamento) e le proprietà reologiche come la viscosità e la tissotropia. Inoltre, la stabilità delle prestazioni durante l'uso a lungo termine, inclusa la resistenza all'invecchiamento, all'essiccazione e alla capacità di pompaggio, è anche un fattore da considerare nelle applicazioni pratiche.

Il silicone termoconduttivo è un materiale chiave per la gestione termica nei dispositivi elettronici. La corretta selezione e applicazione di questo materiale hanno un impatto significativo sulle prestazioni e sull'affidabilità dei dispositivi. In futuro, poiché la densità di potenza dei dispositivi elettronici continua ad aumentare e gli scenari applicativi diventano più diversi, la tecnologia del silicone termoconduttivo si svilupperà verso una maggiore conduttività termica, una migliore stabilità e una maggiore intelligenza.