A la hora de elegir una pasta térmica, existen diversos parámetros que debes mirar para elegir la más adecuada. Uno de ellos es el coeficiente de conductividad térmica, aunque no es el único. Aquí te explicamos éste y otros que deberías conocer para no equivocarte. De ello no solo dependerá la vida de tu sistema, también su rendimiento…
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¿Qué es la conductividad térmica?
La conductividad térmica es una propiedad física que describe la capacidad de un material para conducir el calor a través de él. En otras palabras, es una medida de qué tan eficientemente un material puede transferir calor cuando se establece una diferencia de temperatura a lo largo de él. Los materiales con alta conductividad térmica son buenos conductores de calor, lo que significa que pueden transferir el calor rápidamente, mientras que los materiales con baja conductividad térmica son malos conductores de calor y tienden a aislar o resistir la transferencia de calor.
La conductividad térmica de un material depende de su composición química, estructura molecular y otros factores, como la temperatura y la presión. En general, es importante comprender y considerar la conductividad térmica a la hora de elegir tanto los disipadores como los elementos como la pasta térmica, ya que de ello dependerá el rendimiento de disipación de calor…
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Coeficiente de conductividad térmica
Esta característica, el coeficiente de conductividad térmica, es de suma importancia, ya que la finalidad de esta pasta es mejorar la disipación del calor entre superficies. La conductividad térmica cuantifica la habilidad de un material para transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes, es decir, su capacidad para conducir el calor. Por supuesto, a medida que esta conductividad térmica sea más eficaz, mayor será la calidad de la pasta térmica adquirida. Esta capacidad varía significativamente según el tipo de relleno empleado. Siguiendo una escala de peor a mejor, se pueden encontrar compuestos como el óxido de cinc, nitruro de boro, nitruro de aluminio, aluminio, cobre, plata y otros con una alta conductividad térmica, como aquellas basadas en diamante.
A mayor conductividad, mejor calidad de la pasta térmica.
Las unidades utilizadas para medir la conductividad térmica en el Sistema Internacional (SI) son los vatios por metro por kelvin W/(m·K), lo que significa la cantidad de energía en vatios que un material puede transmitir a través de un metro de longitud cuando hay una diferencia de temperatura de un kelvin entre sus extremos. También se puede expresar en otras unidades, como kilocalorías por hora por metro por grado Celsius o kcal/(h·m·°C), y la equivalencia es: 1 W/(m·K) = 0,86 kcal/(h·m·°C).
El coeficiente de conductividad térmica se expresa con la letra griega λ y se caracteriza la cantidad de calor requerida por metro cuadrado para que, en la unidad de tiempo, 1 metro de un material homogéneo experimente un cambio de temperatura de 1 °C entre sus dos caras.
La conducción térmica ocurre cuando hay una sustancia presente; por lo tanto, es inexistente en el vacío ideal y muy limitada en entornos con un alto nivel de vacío.
La resistividad térmica, la cual es inversamente proporcional a la conductividad térmica, refleja la capacidad de los materiales para oponerse al flujo de calor. Cuanto mayor sea la resistividad térmica de un material, más difícil será para el calor pasar a través de ese material. En otras palabras, es una medida de la capacidad de aislamiento térmico de un material. Por tanto, en una pasta térmica debe ser lo más baja posible… de lo contrario la conductividad será muy baja.
Una ley general establece una relación entre bajas conductividades y bajas densidades, ya que la ligereza de una pasta térmica suele estar asociada a espacios internos ocupados por aire, el cual es un aislante mucho más eficiente que una pasta térmica más sólida.
Resistencia eléctrica de la pasta térmica
No solo hay que fijarse en la conductividad o el coeficiente de conductividad térmica en una pasta térmica, también hay que ver otros factores como pueden ser la resistencia eléctrica de la pasta, ya que también podría afectar al sistema en la que la estás usando. Ahora no nos referimos a la resistencia térmica, sino a la eléctrica, es importante diferenciar esto…
Este aspecto secundario también es relevante y debe ser considerado, dado que se trata de dispositivos electrónicos (GPU, CPU, etc…), es esencial que la resistencia eléctrica sea lo más alta posible para prevenir problemas en caso de una alta conductividad eléctrica del material de relleno. Es decir, cuando usamos una pasta térmica con una conductividad eléctrica grande, o una resistencia eléctrica baja, si se derrama o entra en contacto con algunas conexiones podría generar cortocircuitos. Estos cortocircuitos podrían desde hacer que el sistema no funcione hasta generar daños severos y dejarlo inservible.
Para medir esto, se emplea la unidad Ω·cm, que representa ohmios por centímetro. Cuanto más elevado sea este valor (es decir, más aislante sea el material), mejor será el resultado. Por lo tanto, las pastas térmicas basadas en diamante tienden a exhibir una resistencia eléctrica significativa, lo que las convierte en opciones atractivas.
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Coeficiente de dilatación térmica
Para finalizar, también es importante otro parámetro adicional a la hora de elegir una pasta térmica adecuada, y este parámetro es el coeficiente de dilatación térmica. No tiene nada que ver con el coeficiente de conductividad térmica, ni con la conductividad eléctrica, pero es importante por lo que te explico aquí (aunque no tanto como los anteriores parámetros).
Normalmente, se tiende a favorecer la elección de un coeficiente lo más bajo que sea factible, con el fin de prevenir la expansión excesiva debido al calor, evitando así la posibilidad de que los componentes se vean sometidos a tensiones y estrés. El cobre, la plata y el diamante son ejemplos que generalmente exhiben un desempeño positivo en esta área.
Por tanto, las pastas térmicas basadas en estos materiales pueden dilatarse poco cuando se exponen a temperaturas altas, generando poca tensión entre el IHS y el disipador…
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Última actualización el 2024-04-28
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