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Grasa de silicona de alta conductividad térmica 3.0 W/mK para BMS de vehículos eléctricos: Estudio de caso de Hanast Thermal Interface

2026-11-09

Antecedentes del proyecto

Un proveedor de sistemas de gestión de baterías (BMS) de Nivel 1 que presta servicios a fabricantes de equipos originales (OEM) de vehículos eléctricos y almacenamiento de energía en el Sudeste Asiático se acercó a Hanast con un cuello de botella térmico importante. Su placa maestra BMS de próxima generación empaquetaba 48 MOSFET y resistencias shunt en una carcasa de aluminio sellada IP67. Durante las pruebas de descarga continua de 120 A, las temperaturas de unión de la etapa de potencia alcanzaron los 118 °C frente a un objetivo de 95 °C de un OEM de vehículos, lo que obligó al cliente a reducir la potencia de salida aproximadamente un 18% y retrasó la fecha de entrada en vigor (SOP) de la plataforma.

La interfaz existente era una grasa térmica de 1,8 W/mK aplicada a un espesor de línea de unión (BLT) de 80 µm. Surgieron dos fallos en el laboratorio: conductividad insuficiente en masa y bombeo de grasa después de ciclos térmicos, lo que aumentó la resistencia térmica en un 22% en 300 ciclos bajo pruebas de choque de -40 °C a 150 °C.

Resumen de los requisitos del cliente

Conductividad térmica de al menos 3,0 W/mK en el ensamblaje final
Espesor de línea de unión de 50 µm o menos a una presión de montaje de 0,3 MPa
Sin bombeo, secado o endurecimiento durante 1.000 ciclos térmicos de -40 °C a 150 °C
Clasificación de inflamabilidad UL 94 V-0, cumplimiento de RoHS y REACH para programas automotrices
Bajo comportamiento volátil y baja sangría de aceite para proteger la carcasa sellada y la PCB adyacente
Suministro estable para un programa de producción de 3 años con etiquetado privado OEM/ODM

Solución: Grasa Térmica de Silicona HNS-TG300

Hanast recomendó la serie HNS-TG300, una grasa térmica de silicona no curable rellena con un sistema híbrido de óxido de aluminio y óxido de zinc. La formulación combina una conductividad en masa de 3,0 W/mK con una reología tixotrópica que mantiene su forma durante la dispensación, de modo que el material se extiende hasta formar una línea de unión delgada y uniforme en lugar de fluir fuera del área del troquel.

Propiedad	Método de prueba	HNS-TG300
Conductividad térmica	ASTM D5470	3,0 W/mK
Impedancia térmica a 50 µm BLT	ASTM D5470	0,12 °C·cm²/W
Sangrado de aceite, 24 h a 200 °C	Método FTMS 791 321	< 0,8%
Evaporación, 24 h a 200 °C	Método FTMS 791 321	< 0,5%
Rango de operación	Reómetro / TGA	-50 °C a 200 °C
Resistividad de volumen	ASTM D257	1,0 × 10¹⁴ Ω·cm
Clasificación de inflamabilidad	UL 94	V-0

Proceso de implementación

Revisión de simulación térmica: Los ingenieros de Hanast modelaron la disposición de 48 MOSFET y confirmaron que un BLT de 40-50 µm mantendría el punto caliente por debajo del objetivo de 95 °C.
Prueba de dispensación: La grasa se validó en la línea de dispensación neumática existente del cliente con una boquilla de 0,6 mm, sin necesidad de nuevo equipo de capital.
Verificación de la línea de unión: Las secciones transversales de 30 ensamblajes confirmaron un BLT promedio de 42 µm con menos del 8% de variación en toda la huella del disipador de calor.
Pruebas de fiabilidad: 1.000 ciclos de choque térmico de -40 °C a 150 °C, más 1.000 h de calor húmedo a 85 °C / 85% HR.
Liberación de producción: Se auditaron tres lotes de preproducción para verificar la viscosidad, la conductividad y la sangría de aceite antes de la aprobación de la producción en masa.

Resultados de la validación

Parámetro	Grasa existente de 1,8 W/mK	HNS-TG300 3,0 W/mK	Cambio
Temperatura de unión del MOSFET a 120 A	118 °C	97 °C	-21 °C
Resistencia térmica después de 300 ciclos	Deriva del +22%	Deriva del +3%	Bombeo eliminado
Espesor de la línea de unión	80 µm	42 µm	-47%
Reducción de potencia requerida	18%	0%	Salida nominal completa

Resultado comercial

El cliente eliminó la reducción de potencia del 18% y recuperó la potencia nominal completa de la plataforma.
La SOP de la plataforma se adelantó siete semanas porque no se necesitó rediseñar el disipador de calor ni la carcasa.
El consumo de material se redujo un 31% por ensamblaje gracias a la línea de unión más delgada, lo que compensó el mayor precio unitario del grado de 3,0 W/mK.
Hanast ahora suministra el programa desde su planta de Shenzhen de 40.000 m² bajo un acuerdo OEM de 3 años con etiquetado privado y soporte técnico local.

Por qué esto es importante para los diseños de BMS de vehículos eléctricos

Las placas BMS son térmicamente densas y mecánicamente restringidas: los semiconductores de potencia se encuentran cerca de circuitos de detección sensibles a la temperatura, y la carcasa suele estar sellada para IP67. Una grasa térmica que se bombea no solo pierde rendimiento, sino que cambia su rendimiento a lo largo de la vida útil del vehículo, por lo que los programas automotrices especifican cada vez más la estabilidad del ciclo en lugar de la conductividad de la hoja de datos por sí sola. Seleccionar un grado de 3,0 W/mK con sangrado de aceite controlado y resistencia probada al bombeo es la forma más económica de mantener el margen de temperatura de unión sin añadir masa al disipador de calor.

Acerca de Hanast

Shenzhen Hanast New Material Co., Ltd. fabrica silicona líquida RTV-2, compuestos de encapsulación y materiales de interfaz térmica desde 2010. Con una base de producción de 40.000 m² y el 70-80% de la producción exportada, Hanast suministra soluciones de encapsulación y gestión térmica a clientes B2B globales, incluidos ABB, Apple, Foxconn y BYD. La empresa ofrece formulación OEM/ODM, etiquetado privado y documentación técnica completa para programas automotrices e industriales.