Interfaces thermiques - matériaux d'interface thermique

Ahlhorn | 17.12.2020/XNUMX/XNUMX

Fonction des matériaux thermiquement conducteurs

Les matériaux thermoconducteurs, appelés matériau d'interface thermique (TIM), sont utilisés dans de nombreux domaines de l'électronique où une conduction thermique rapide et efficace est importante. TIMS remplit les bosses et permet ainsi un meilleur transfert de chaleur du composant au dissipateur thermique. Les domaines d'application typiques sont les composants thermosensibles où un refroidisseur actif ou passif est utilisé. Il sert d'aide au montage pour l'électronique, la technologie de mesure et de contrôle et pour une meilleure dissipation de la chaleur des composants électroniques tels que les transistors de puissance.

Types de matériaux d'interface thermique

matériaux à changement de phase

La particularité des matériaux à changement de phase (PCM) est qu'ils passent d'une phase solide à une phase semi-solide avec la chaleur du processeur de travail et une légère pression de serrage. La phase semi-solide a la propriété de s'adapter très facilement aux deux surfaces. La capacité de remplir complètement les entrefers d'interface et les vides de surface sous une légère pression de serrage permet à ce matériau de fonctionner aussi bien que la graisse thermique.

Thermal Compound

Les pâtes thermoconductrices sont généralement constituées de silicone enrichi de charges thermoconductrices. Le durcissement n'est généralement pas nécessaire et ils sont libres de s'écouler et de se conformer parfaitement aux interfaces. Les interfaces thermiques peuvent facilement être retravaillées. Cependant, il faut s'assurer que suffisamment de pâte ou de graisse a été appliquée avant d'installer le dissipateur thermique.

Gap filler

L'un des segments de marché les plus importants pour les TIM est celui des remplisseurs d'écarts. Ceux-ci peuvent être fournis en différentes forces. Efficaces, souples et bons conducteurs thermiques, ces matériaux peuvent couvrir des interstices jusqu'à 15 mm. Les remplisseurs d'espaces pratiques peuvent couvrir plusieurs composants de différentes hauteurs et ensuite émettre la chaleur vers un dissipateur de chaleur commun.

film thermique s

Les feuilles thermoconductrices transfèrent non seulement la chaleur, mais fournissent également une isolation électrique. En termes de résistance à la déchirure et de résistance à la perforation, les films thermiques offrent une excellente durabilité. Les feuilles conductrices de chaleur et les matériaux en graphite contenant du silicone et sans silicone (par exemple du polyuréthane chargé de céramique) entrent dans cette catégorie. La gamme de conductivités thermiques et de gammes de prix est large, chacun peut donc trouver une bonne solution.

Coussinets thermiques

Les coussinets thermiques sont généralement fabriqués à partir de silicone non renforcé avec des charges conductrices. Les renforts de coussin thermique sont généralement du verre tissé, des feuilles métalliques ou des films polymères. Les coussinets thermiques pratiques sont généralement prédécoupés en différentes tailles pour accueillir des composants de différentes tailles. Alors que les matériaux à changement de phase et la pâte thermique sont nettement supérieurs en termes de conductivité, les pads thermiques ont l'avantage d'être une option économique et pratique pour les applications avec des besoins de refroidissement inférieurs.

feuilles de graphite

Cette option peu coûteuse est utilisée depuis longtemps. Les films sont électriquement conducteurs et peuvent être utilisés à des températures très élevées allant jusqu'à 500°C. Certains vendeurs alignent les fibres horizontalement. Cela conduit à des mesures de conductivité thermique très différentes. Il y a du matériel qui montre 7,0 W/mK sur l'axe x et 150,0 W/mK sur l'axe yz - une nette différence.

Rubans adhésifs thermoconducteurs double face

Le ruban thermique peut être fabriqué à partir d'un treillis de cuivre nickelé finement tissé qui s'adapte étroitement aux surfaces de montage inégales. Les rubans double face thermoconducteurs PSA sont très couramment utilisés pour fixer de petits dissipateurs thermiques aux composants. Les facteurs importants ici sont la résistance au pelage, la résistance au recouvrement et au poinçonnement, le pouvoir de maintien et la résistance thermique. En termes de performances de conduction thermique, les rubans double face sont de milieu de gamme. Vous économisez sur des pièces d'assemblage supplémentaires, mais les courroies ont des problèmes avec les surfaces irrégulières des composants et ne peuvent donc être utilisées que dans une mesure limitée. Les circuits intégrés en plastique sont généralement concaves au centre et les surfaces du dissipateur thermique varient également, ce qui peut entraîner des vides d'air dans l'interface.

adhésifs thermiques

Les adhésifs thermoconducteurs - également appelés adhésifs thermoconducteurs - peuvent être des systèmes à un ou deux composants. Ceux-ci sont équipés de charges conductrices. L'application se fait généralement par dosage ou impression au pochoir. Le durcissement de l'adhésif est nécessaire pour permettre une réticulation fiable du polymère qui fournit la propriété adhésive. Le plus grand avantage de ce TIM est certainement le fait que les adhésifs thermiques fournissent un support structurel et qu'aucun serrage mécanique n'est donc nécessaire.

jaune thermique

Les gels sont un matériau semblable à de la graisse qui est légèrement réticulé. Le comportement est d'autant similaire, ce qui réduit le ressuage du matériau.

TIM en métal

Les matériaux métalliques thermiquement conducteurs peuvent être fabriqués dans toutes sortes de formes et ne sont plus limités aux applications de soudure. Dans de nombreuses applications, les TIM métalliques peuvent très bien être retravaillés et sont également faciles à recycler.

Domaines d'application de la pâte thermique

Le principal domaine d'application de la pâte thermique se situe dans le domaine de l'électronique. De plus, les pâtes thermoconductrices sont utilisées dans les industries suivantes, entre autres :

• Matériel informatique
• Industrie des matières plastiques
• industrie des machines à chaussures
• fonderies
• Construction d'appareils et industrie de laboratoire
• industrie des machines à bois
• industrie des machines d'emballage
• technologie médicale
• Ingénierie générale

Préservé grâce à l'expansion de l'électromobilité Thermal Compound n également dans le domaine de l'électronique de puissance, de plus en plus dans le secteur automobile.

Notre brochure sur les matériaux d'interface thermique

Lors du choix du bon matériau thermique, de nombreuses personnes ne savent pas exactement à quoi faire attention. Dans notre plaquette "Sélection du bon matériau d'interface thermique" nous aimerions vous fournir tout ce que vous devez savoir sur les matériaux de chauffage.