L'une des décisions les plus difficiles à prendre est le choix des pads thermiques adaptés aux composants électroniques. C'est pourquoi même les fabricants de puces les plus réputés, comme NVIDIA, Broadcom et TSMC, investissent dans des pads thermiques de haute qualité. coussins thermiques.
Dans cet article, nous vous aiderons à choisir les pads thermiques adaptés qui offrent une gestion thermique optimale.
Matériaux pour pads thermiques en électronique : comparaison rapide
Lorsqu'il s'agit de choisir les pads thermiques adaptés à l'électronique, la discussion porte essentiellement sur le matériau, les dimensions, l'isolation, les propriétés ignifuges et la compression. Examinons brièvement quelques-uns des matériaux d'interface thermique les plus courants.
| Matériau du coussin thermique | Remarques |
| Coussinets thermiques à base de silicone | • Bonne flexibilité et adaptabilité • Convient aux surfaces électriques irrégulières |
| Coussinets thermiques sans silicone | · Idéal pour les constructions à faible teneur en silicone ou sans silicone · C’est-à-dire là où la contamination par le silicone n’est pas souhaitée |
| Coussinets thermiques renforcés de fibre de verre | · Pour une résistance mécanique plus élevée Idéal pour les applications où le tampon thermique doit résister aux déchirures et aux dommages liés à la manipulation. |
| Matériaux d'interface thermique à base de graphite | Conçu pour des applications à hautes performances thermiques |
| Coussinets thermiques à formulation personnalisée | Il s'agit de pads thermiques spécifiques à une application, conçus pour répondre à des exigences particulières. Ils sont couramment utilisés lorsque les pads thermiques existants ne correspondent pas aux spécifications du système. |
Pourquoi les fabricants d'électronique utilisent-ils des pads thermiques ?
Les fabricants de produits électroniques doivent investir dans des pads thermiques de haute qualité pour de nombreuses raisons. Il est important de rappeler que cela ne se limite pas à garantir un transfert thermique optimal, mais assure également un assemblage correct des composants.
• Améliorer la gestion thermique
Les composants électroniques génèrent de la chaleur. Cette chaleur doit être évacuée efficacement vers un dissipateur thermique, un boîtier, une plaque froide ou tout autre système de gestion thermique. Les pads thermiques assurent l'interface entre ces composants.
N'oubliez pas que l'objectif n'est pas simplement de faire circuler la chaleur à travers le tampon. Il s'agit de réduire la résistance thermique due aux imperfections de surface et de maintenir un contact constant pendant le fonctionnement.
· Combler les irrégularités de surface
Les surfaces usinées et moulées ne sont pas parfaitement planes, car des interstices microscopiques subsistent entre les surfaces de contact. L'air étant un mauvais conducteur thermique, ces interstices peuvent contribuer de manière significative au transfert de chaleur. Un tampon thermique souple compense ces irrégularités de surface.
• Fournir une isolation électrique
De nombreux assemblages électroniques nécessitent un transfert thermique sans connexion électrique entre le composant et le dissipateur thermique. Un tampon thermique isolant peut assurer ces deux fonctions. Pour les équipements soumis à des exigences de sécurité électrique, l'isolation doit être une spécification et non une simple supposition. Selon l'équipement et l'environnement de tension, des normes telles que IEC 60664-1 et IEC 62368-1 peuvent s'appliquer.
• Améliorer la fiabilité thermique à long terme
Les performances thermiques initiales ne constituent qu'une partie du travail. Le coussinet doit conserver ses performances après compression, chauffage, refroidissement, vibrations et cycles de fonctionnement répétés.
Où utiliser les pads thermiques en électronique
Des composants électroniques de puissance tels que les onduleurs et les alimentations électriques aux équipements de télécommunications et à l'électronique grand public, les pads thermiques jouent un rôle essentiel dans l'électronique moderne.
En réalité, certains secteurs, comme celui des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie, ont grandement bénéficié de la technologie des pads thermiques. De l'électronique liée aux batteries aux systèmes de conversion de puissance en passant par les systèmes de contrôle, tous utilisent des pads thermiques pour une gestion thermique efficace.
En résumé, vous pouvez utiliser des pads thermiques dans toutes les applications nécessitant un contrôle du transfert de chaleur, telles que :
- Disques de stockage haute vitesse
- mémoire GPU (VRAM)
- VRM de la carte mère
- Éclairage LED et alimentations électriques.
Comment choisir le bon pad thermique pour appareils électroniques
Le choix du bon pad thermique pour vos systèmes électroniques est impératif. En effet, les systèmes électroniques dépourvus de pads thermiques adaptés ne passeront aucun contrôle qualité.
Déterminer la conductivité thermique requise
Commencez par définir les exigences thermiques. Ne choisissez pas d'emblée la conductivité la plus élevée disponible. Une conductivité plus élevée peut entraîner des modifications de la dureté, de l'épaisseur, du coût, de la facilité de mise en œuvre ou d'autres propriétés physiques.
• Mesurer l'épaisseur d'espace requise
Mesurez l'interface réelle. Ne vous basez pas sur un écart estimé si les tolérances de production peuvent le modifier. Le coussinet doit s'adapter à l'écart prévu tout en maintenant une pression de contact appropriée.
· Sélectionner la dureté appropriée
La dureté détermine la facilité avec laquelle le tampon s'adapte à la pression d'assemblage. Un tampon plus souple épouse généralement mieux les surfaces irrégulières. Un tampon plus dur peut offrir une meilleure stabilité mécanique.
• Vérifier les exigences de compression
Il est nécessaire de connaître la force maximale que l'assemblage peut appliquer et le degré de compression requis par le tampon. Une compression insuffisante peut engendrer des espaces thermiques, tandis qu'une compression excessive peut endommager les composants, déformer le tampon ou causer des problèmes de fabrication.
• Envisager l'isolation électrique
Si le tampon est placé entre un composant sous tension et un dissipateur thermique conducteur, ses performances diélectriques deviennent critiques. Vérifiez la rigidité diélectrique, les exigences d'isolation, l'épaisseur et la norme applicable.
• Définir la plage de températures de fonctionnement
Le tampon thermique doit rester fonctionnel sur toute la plage de températures de fonctionnement réelle. Il convient de prendre en compte la température continue, les variations de température et les cycles thermiques.
• Évaluer les exigences en matière de résistance au feu et de sécurité
Les exigences en matière d'inflammabilité dépendent du produit fini et de son marché cible. Le cas échéant, évaluez la plaque thermique au regard d'exigences telles que la norme UL 94 et la norme de sécurité des produits applicable.
• Tenir compte de l'exposition environnementale
Selon l'application, le tampon peut être exposé à l'humidité, aux vibrations, aux variations de température, aux contaminants ou à une compression prolongée. Les applications dans les secteurs de l'automobile, de l'industrie, des télécommunications et du stockage d'énergie peuvent être particulièrement exigeantes.
FAQ
Faut-il utiliser des pads thermiques ou de la pâte thermique en électronique ?
Cela dépendra des exigences spécifiques de l'application. Nous recommandons l'utilisation de pâte thermique pour les interfaces très fines. En revanche, les pads thermiques sont parfaitement adaptés aux applications où l'on souhaite obtenir des épaisseurs contrôlées, tout en assurant un assemblage propre et un remplissage optimal des espaces.
Comment teste-t-on la qualité du matériau des coussins thermiques ?
Les tests vous permettront de déterminer si un matériau de coussin thermique spécifique correspond aux exigences de votre application. Vous devrez donc déterminer sa conductivité thermique, son épaisseur, son comportement à la compression, ainsi que sa rigidité diélectrique.
Quel est le meilleur pad thermique pour l'électronique ?
Il n'existe pas de solution unique pour les pads thermiques destinés à un appareil électronique donné. Le choix du pad thermique approprié dépendra de sa conductivité thermique, de l'épaisseur de l'entrefer, de son isolation électrique, de sa plage de températures, de sa résistance à la flamme, de son exposition aux conditions environnementales et de sa dureté.
Les coussinets thermiques sont-ils électriquement isolants ?
L'isolation électrique dépendra du matériau et des spécifications spécifiques.
Les pads thermiques plus épais transfèrent-ils mieux la chaleur ?
Pas nécessairement, car l'épaisseur dépendra de la taille de l'espace thermique.
Réflexions finales
Les pads thermiques sont un élément essentiel de tout assemblage électrique pour la gestion thermique. Ils comblent les interstices de surface et optimisent le transfert thermique.
Chez Gallop, nous vous aidons à choisir le matériau d'interface thermique idéal, fabriqué sur mesure en fonction de vos applications spécifiques. Obtenez un devis personnalisé dès maintenant.
