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ELETTRONICA OGGI 501 - APRILE 2022 58 COMPONENTS THERMAL INTERFACE 3.Trasferimentodicaloredaldissipatoredicaloreall’ambiente circostante (il dissipatore di calore finale) Generalmente la prima fase non è controllata dagli ingegneri termici a livello di sistema, poiché il tipo di imballaggio definisce i processi di trasferimento di calore interni. Nella seconda e nella terza fase, l’obiettivo dell’ingegnere responsabile dell’imballaggio è progettare un collegamento termico efficiente dalla superficie dell’imballaggio al diffusore di calore iniziale e all’ambiente circostante. Per raggiungere tale obiettivo è necessaria una conoscenza approfondita dei principi fondamentali del trasferimento di calore, nonché la conoscenza dei materiali conduttivi disponibili e delle loro principali proprietà fisiche. Durante la valutazione dei materiali termoconduttivi, gli ingegneri cercano di identificare prodotti ad alte prestazioni che soddisfino le sfide termiche, di progettazione, di produzione e di costo insite in ogni applicazione personalizzata. Questi fattori chiave del materiale termico includono: • Impedenza termica • Conduttività termica • Conformità e adattabilità • Affidabilità • Adesione • Facilità di manipolazione, applicazione e utilizzo • Durata Introduzione ai cuscinetti in elastomeri e ai gel Sia i cuscinetti sia i gel offrono efficaci mezzi di gestione termica. Sebbene i cuscinetti siano comprovati da più tempo, in alcuni casi i recenti progressi nel campo dei gel ne hanno superato le prestazioni. Di seguito è riportato un confronto tra i gel di nuova progettazione e i cuscinetti in elastomeri per quanto riguarda aspetti di importanza critica per i progettisti. Caratteristiche prestazionali Adattabilità Sia i gel sia i cuscinetti sono adattabili in una certa misura, ma la massima configurabilità di un cuscinetto è inferiore a quella di un gel, a causa della sua struttura solida. Portata L’obiettivo dello sviluppo dei gel è ottenere la portata più elevata e ripetibile. I clienti vogliono poter impostare le apparecchiature di erogazione sulla stessa portata da un lotto all’altro, per mantenere un volume costante ed evitare sprechi di materiale. Le più recenti tecnologie in fatto di gel raggiungono una portata più ripetibile ed elevata, migliorando la produttività e riducendo gli sprechi. Therm-A-GapGel 37 è unmateriale conduttivomonocomponente che si adatta senza difficoltà alle forme irregolari dei componenti Conduttività termica L’identificazione della quantità di calore (Watt) da dissipare determina le prestazioni di conduttività termica necessarie per l’elastomero dell’applicazione. Più elevato è il valore, maggiore è la quantità di calore che il materiale può teoricamente dissipare. A livello di settore, la conduttività termica dei cuscinetti in elastomeri e dei gel può variare da 1 a 10 W/mK (Watt per metro Kelvin). Affidabilità a lungo termine Sebbene tale questione possa essere la grande incognita nelle applicazioni reali, a causa della novità dei gel di tecnologia avanzata, per contribuire all’affidabilità a lungo termine è possibile impiegare rigorosi test di invecchiamento accelerato. Su un dispositivo con il gel compresso tra due pannelli in acciaio inossidabile, è possibile eseguire tre diversi trattamenti di invecchiamento: un’immersione a caldo a secco a 125 °C; calore e umidità a 85 °C e umidità relativa ddell’85%; cicli di temperatura da -40 a 125 °C. In futuro, viene aggiunto un elemento di shock termico, mentre viene eseguito anche il test delle vibrazioni in base allo standard GMW3172.