La gestion thermique joue un rôle central dans la conception des circuits et des assemblages électroniques, assurant une meilleure fiabilité et des performances accrues des dispositifs, mais que se passerait-il si vous pouviez repousser les limites encore plus loin et étendre la stabilité à long terme. Pour explorer comment cela peut être réalisé, je vais aborder certaines des dernières avancées technologiques en matière de gestion thermique dans le blog de ce mois-ci.
En outre, conformément à notre format de cinq conseils, je vais examiner de plus près les options d’application automatisée des MIT, matériaux d’interface thermique, et discuter de la possibilité d’utiliser une résine d’encapsulation à haute conductivité thermique au lieu d’un MIT. Il existe aujourd’hui un certain nombre de matériaux de gestion thermique respectueux de l’environnement. J’examinerai donc les moyens d’améliorer votre bilan écologique et je démystifierai l’importance de la conductivité thermique globale. Sans plus attendre, commençons par les nouvelles avancées en matière de gestion thermique :
1) Qu’en est-il des dernières avancées technologiques en matière de gestion thermique et en quoi ces produits diffèrent-ils des pâtes et graisses plus traditionnelles ?
Les pâtes et les graisses thermiques sont à la pointe de la gestion thermique depuis de nombreuses années et devraient continuer à l’être pendant de nombreuses années encore. Les pâtes sont faciles à appliquer et à retravailler, tout en offrant une alternative rentable aux encapsulants thermoconducteurs. Cependant, faites place aux nouveaux venus dans le quartier… les matériaux à changement de phase, communément appelés MCP. Une fois chauffés au-dessus de leur température de changement de phase, les MCP deviennent des liquides hautement thixotropes qui fonctionnent aussi bien, et parfois même mieux, qu’une graisse thermique traditionnelle. De plus, leur faible température de changement de phase assure une faible résistance thermique sur une large plage de températures et garantit une épaisseur minimale de la ligne de liaison avec une stabilité améliorée. L’un des principaux avantages de la technologie à changement de phase est la réduction considérable des effets de pompage, ce qui fait des matériaux à changement de phase un excellent choix pour les applications soumises à des températures très variables.
Les méthodes d’application des MCP pour la production en grande série signifient que la plupart d’entre eux peuvent être utilisés dans les processus de production existants avec un minimum de changements, voire aucun, tout en permettant une reprise facile, offrant ainsi les mêmes avantages que les pâtes thermiques traditionnelles. Les matériaux à changement de phase offrent une plus grande stabilité à long terme que les graisses thermiques, car ils sont mieux adaptés aux applications thermiquement difficiles où la durée de vie et la fiabilité du produit peuvent être critiques, comme l’électronique automobile/aérospatiale ou les onduleurs éoliens situés à distance, par exemple. Les pâtes/graisses thermiques traditionnelles resteront un choix populaire, bien que pour certaines applications, en particulier celles qui nécessitent une plus grande stabilité à long terme, un matériau à changement de phase sera probablement le plus adapté.
2) Quelles sont les possibilités d’application automatisée des produits de gestion thermique ?
Les applications automatisées impliquent l’utilisation d’un équipement spécialisé qui consiste généralement en une tête d’application où le matériau est amené à l’applicateur via un équipement de distribution. En raison de la viscosité élevée des matériaux de gestion thermique, l’équipement de distribution est généralement un système de plaque suiveuse qui se connecte au conteneur de pâte thermique, tel que fourni. En outre, les applicateurs automatisés de pochoirs et d’écrans sont également largement utilisés. Electrolube travaille avec un certain nombre de fabricants d’équipements locaux et internationaux. Veuillez nous contacter pour de plus amples informations.
3) Quand aurais-je besoin d’une résine d’encapsulation à haute conductivité thermique ?
Les composants et dispositifs électroniques produisent des niveaux variables de chaleur pendant leur fonctionnement. Lorsque des quantités importantes de chaleur sont générées, une intervention sous forme de gestion thermique peut être nécessaire afin de prolonger la durée de vie et d’augmenter la fiabilité. Pour certains types d’applications, il peut être avantageux d’encapsuler l’ensemble du dispositif dans un boîtier de dissipation thermique en utilisant une résine d’encapsulation thermoconductrice. Cette méthode offre à la fois une dissipation de la chaleur et une protection contre le milieu environnant, comme une forte humidité ou des conditions corrosives. Une fois de plus, il est important de s’assurer qu’aucune inclusion d’air ne se produise pendant l’opération d’encapsulation, car elle interfère avec le transfert de chaleur vers le boîtier métallique. Les charges minérales utilisées dans certains systèmes de résines ont une conductivité thermique supérieure à celle de la résine de base, de sorte que les résines chargées sont meilleures que les résines non chargées en ce qui concerne le contrôle thermique. Plus le niveau de charge est élevé, plus la conductivité thermique est élevée. Cependant, un niveau de charge élevé entraîne une viscosité plus élevée et une plus grande possibilité d’inclusions d’air dans l’enrobage.
4) Quelles sont les options disponibles pour des produits de gestion thermique plus respectueux de l’environnement ?
Ces dernières années, nous avons constaté une augmentation de la demande de produits plus respectueux de l’environnement dans tous nos groupes de produits. Cependant, dans la gamme de gestion thermique, nous avons développé une pâte de gestion thermique haute performance, entièrement exempte d’oxyde de zinc (ZnO). Le composé de transfert thermique sans silicone est recommandé pour les applications où l’utilisation de l’oxyde de zinc est limitée, comme dans l’industrie maritime où le ZnO est un polluant, et où les silicones sont interdits, comme dans les services publics offshore par exemple. HTCX_ZF est une pâte non durcissante très stable, qui permet de retravailler les composants de manière simple et efficace si nécessaire. Elle est recommandée lorsqu’un couplage thermique efficace et fiable de composants électriques et électroniques est nécessaire, et entre toute surface où la conductivité thermique et la dissipation de la chaleur sont importantes.
5) Quelle est l’importance d’une valeur de conductivité thermique globale ?
La sélection initiale de matériaux d’interface thermique appropriés pour les essais est souvent effectuée sur la base d’une conductivité thermique globale élevée, indiquant l’efficacité du transfert de chaleur à travers le MIT lui-même. Cependant, la conductivité thermique globale seule peut donner une fausse impression des performances attendues. Lorsque les tests sont effectués dans des conditions d’application, la faible résistance thermique du dispositif indique la véritable efficacité du transfert de chaleur du MIT.
J’espère que le blog de ce mois-ci a contribué à faire la lumière sur les problèmes actuels de gestion thermique. Electrolube dispose d’un vaste portefeuille de produits de gestion thermique et, pour être tout à fait honnête, il peut s’agir d’un processus à priori relativement complexe pour décider du bon choix de matériau et/ou de technique d’application. Des sociétés comme Electrolube ont des années d’expérience dans la résolution des problèmes de gestion thermique des clients et, comme toujours, je vous recommande vivement de demander l’avis d’un expert avant de choisir un matériau ou une méthode en particulier. J’espère que les lecteurs ont trouvé cet article utile. Ne manquez pas ma prochaine chronique, qui paraîtra bientôt.
