Come scegliere un cuscinetto termico in silicone: spiegazione della conducibilità termica, dello spessore e della durezza

La scelta di un pad termico in silicone si riduce a tre valori: conducibilità termica (quanto velocemente il calore si trasferisce), spessore (lo spazio che deve essere riempito) e durezza (quanto facilmente il materiale si adatta). Se questi valori sono corretti, il raffreddamento è affidabile; se invece sono sbagliati, la componente surriscalda oppure il dissipatore non viene correttamente fissato. Questa guida illustra ciascun fattore e fornisce un flusso di lavoro applicabile a qualsiasi progetto. La maggior parte dei guasti termici che osserviamo risale a uno di questi tre parametri non adeguatamente abbinato: pochi minuti dedicati alla specifica iniziale evitano così una costosa riprogettazione successiva.

1. Conducibilità termica (W/m·K)

Questo parametro indica la capacità del pad di condurre il calore. La serie standard VOLSUN offre valori compresi tra 1,5 e 6,0 W/m·K. Un valore più alto significa un trasferimento di calore migliore, ma anche un pad più rigido e fragile, che richiede una pressione di serraggio maggiore. Scegliere il conduttività più bassa che soddisfa il tuo budget termico , non il numero più alto disponibile.

2. Spessore (mm)

Lunghezza standard dei cuscinetti 0,5–5,0 mm. Lo spessore del cuscinetto deve essere almeno pari al valore massimo dello spazio tra il componente e il dissipatore di calore. Se è troppo sottile, rimane dell’aria; se è troppo spesso, si aggiunge resistenza termica e potrebbe non essere possibile chiudere l’assemblaggio. Misurare lo spazio considerando le tolleranze peggiori, quindi scegliere uno spessore con un certo margine.

3. Durezza (Shore OO)

La durezza determina quanto bene il cuscinetto si adatta a superfici irregolari. Le versioni standard VOLSUN presentano valori di durezza compresi tra 30 e 70. Shore OO ; estremamente morbido GP1002-SI è inferiore a 10. Le pastiglie più morbide si adattano con minore pressione e tollerano parti deformate; le pastiglie più dure sono adatte a morsetti stabili ad alta pressione, dove la conservazione della forma è fondamentale.

Altre specifiche da verificare

· Classe di resistenza alla fiamma — tutte le pastiglie VOLSUN sono V-0.

· temperatura di funzionamento — standard da −40 °C a +200 °C ; GP1002-SI certificato fino a −60 °C.

· Isolamento elettrico — resistività volumetrica ≥10¹² Ω·cm, rigidità dielettrica >6 kV/mm.

· Conformità — RoHS, REACH.

Un semplice flusso di selezione

1. Misurare il gioco (con tolleranza) → determina spessore.

2. Stimare il carico termico → determina la conducibilità termica minima.

3. Verificare la planarità della superficie e la pressione di serraggio → determina durezza.

4. Confermare l’intervallo di temperatura e le esigenze di resistenza alla fiamma/isolamento.

5. Abbinare il grado dalla tabella sopra.

La conducibilità termica e gli altri valori sono valori tipici ottenuti da prove standard; le prestazioni reali dipendono dalla pressione di contatto, dalla planarità delle superfici e dallo spessore del gap. Ricordare che i gradi con valore W/m·K più elevato sono più rigidi e fragili: richiedono una pressione di montaggio maggiore, quindi il "valore più alto" raramente rappresenta la scelta migliore.

Abbinamento prodotti VOLSUN

· GP1501 → GP6001 — serie standard da 1,5 a 6,0 W/m·K, copre la maggior parte delle applicazioni.

· GP3001-PI — 3,0 W/m·K con superficie rinforzata in poliimide per maggiore resistenza meccanica e isolamento elettrico.

· GP1002-SI — estremamente morbido (<10 Shore OO), certificato fino a −60 °C, disponibile in colore personalizzabile per applicazioni con spazi ristretti e ambienti freddi.

In conclusione, iniziare con lo spessore in base al proprio gioco, la conducibilità in base al carico termico e la durezza in base alla forza di serraggio. Mantenere i margini ragionevoli e non si verificheranno mai surriscaldamenti né difficoltà durante il montaggio. Serve un secondo parere sui propri valori? Contattare il Volsun team per ottenere campioni.