La eficiencia energética y la mayor funcionalidad plantean nuevos retos para la gestión térmica
Para afrontar los problemas globales del impacto medioambiental, la sostenibilidad y la necesidad de minimizar el consumo de energía, los fabricantes de equipos electrónicos ahora se centran más que nunca en diseños de circuitos de alta eficiencia. Esta afirmación no solamente es cierta para los equipos conectados a la red eléctrica, sino también para equipos portátiles alimentados por batería ya que los diseñadores saturan los productos, incorporando cada vez más funciones, e intentan alargar al máximo el ciclo de vida útil de las baterías.
En realidad, sin embargo, las ventajas térmicas del diseño de circuitos de alta eficiencia a menudo se anulan por el calor generado debido a diseños de encapsulado más compacto y factores tales como la ventilación limitada en equipos electrónicos portátiles que requieren protección hermética contra la entrada de humedad. Por lo tanto, aunque la gestión térmica puede plantear nuevos retos en muchos casos por diferentes razones, sigue siendo un elemento esencial para alcanzar un diseño fiable y robusto.
Teniendo en cuenta la necesidad de reducir el consumo de energía, el ventilador es la opción menos conveniente para conseguir la disipación térmica en equipos alimentados tanto por la red eléctrica como por batería.
A medida que la electrónica ha ido ganando terreno en nuestras vidas cotidianas, y los componentes y productos se han diseñado con dimensiones cada vez más reducidos, la oferta y la diversidad de los materiales de gestión térmica han evolucionado para afrontar los nuevos retos.
Hace unos 25 años las opciones eran ventiladores, grasas térmicas y disipadores de calor. Hoy en día, la oferta se ha ampliado para incluir una enorme gama de materiales de gestión térmica, entre ellos geles completamente secados, almohadillas aislantes, cintas adhesivas y quizá la solución más eficaz de todas: la almohadilla de relleno basada en silicona.
En los últimos años una tendencia en aumento ha sido usar cajas y bastidores como disipadores térmicos para los equipos. A ello ha contribuido la disponibilidad de materiales aptos, térmicamente eficientes y basados en silicona, los rellenadores de hueco. Insertando una pieza de material de relleno blando como por ejemplo THERM-A-GAPTM de Parker Chomerics entre el dispositivo generador de calor y la caja o el bastidor, el calor se puede disipar de forma muy eficaz. Utilizados de esta manera, los rellenadores pueden aliviar la urgencia de ventiladores y disipadores térmicos, además de aportar ventajas en cuanto a costes, peso, fiabilidad y espacio. En algunos diseños también permiten un sellado hermético y, por lo tanto, los productos diseñados resultan ser aptos para su uso en entornos con presencia de humedad.
Los materiales de relleno están disponibles en una gran variedad de espesores que ahora van más allá de 5 mm, lo que permite cubrir holguras muy grandes. Gracias a su naturaleza extremadamente blanda (tan solo 4 Shore 00) se obtienen amplias tolerancias mecánicas utilizando solamente baja fuerza de montaje. Con expertos en mezclas, tales como Parker Chomerics, capaces de mezclar acertadamente rellenadores basados en silicona mediante diversos materiales con diferentes características de conductividad térmica, los diseñadores pueden elegir un material que cumpla precisamente los requisitos térmicos de su diseño concreto.
Esta cualidad es en extremo valiosa porque materiales con mejores características suelen utilizar ingredientes más costosos o tienen requisitos de mezclado más estrictos.
Autor:
Mark Carter, ingeniero de aplicaciones, Chomerics Europe
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