Pastilles thermiques pour composants électroniques, batteries de véhicules électriques et dispositifs de puissance
Haktak fournit des pastilles thermiques qui comblent les interstices, améliorent le contact avec la surface, assurent l'isolation électrique et transfèrent la chaleur des composants vers les dissipateurs thermiques, les boîtiers, les plaques de refroidissement ou les châssis métalliques.
Critères de sélection des pastilles thermiques
Commencez par définir la géométrie réelle de l'ensemble avant de choisir la conductivité thermique (W/mK) ou la dureté.
Qu'est-ce qu'un coussin thermique ?
Les pastilles thermiques sont des matériaux d'interface thermique souples et préformés, utilisés entre les composants générateurs de chaleur et les surfaces de refroidissement. Elles comblent les espaces d'air, s'adaptent à la rugosité des surfaces, assurent l'isolation électrique et facilitent le transfert de chaleur grâce à une épaisseur de couche de liaison contrôlée.
Où utilise-t-on les coussinets thermiques ?
Les cales thermiques sont couramment utilisées lorsque les assemblages nécessitent un positionnement précis, une épaisseur contrôlée, une isolation électrique et une compensation des tolérances.
Systèmes de batteries pour véhicules électriques
Utilisé à proximité des modules de batterie, des zones BMS, des unités de commande, des circuits électroniques de charge et des composants de conversion de puissance.
Électronique de puissance
Compatible avec les contacts thermiques pour MOSFET, IGBT, alimentations électriques, onduleurs, pilotes et boîtiers métalliques.
Eclairage LED
Transférer la chaleur des cartes, modules ou drivers LED vers les boîtiers et les dissipateurs thermiques.
Équipements de télécommunications et de traitement des données
Convient aux assemblages compacts et à haute densité dans lesquels les puces ou les modules nécessitent une dissipation thermique reproductible.
Électronique industrielle
Garantir des performances thermiques stables au niveau des commandes, des capteurs, des variateurs, des modules de puissance et des équipements installés à l'extérieur.
Électronique grand public
Permettent de combler les interstices et d'assurer le transfert thermique dans des conceptions compactes où la précision du montage est essentielle.
Options de matériaux pour les pastilles thermiques
Les coussinets thermiques peuvent être adaptés en fonction des besoins en matière de conductivité, de souplesse, de compression, d'isolation et de processus. Haktak propose des coussinets standard ainsi que des structures sur mesure pour répondre à des exigences d'assemblage spécifiques.
- Coussinet thermiques en silicone : souple, adaptable et largement utilisé pour la gestion thermique des composants électroniques.
- Coussinet thermiques isolants : conçu pour le transfert de chaleur avec une protection diélectrique.
- Cales d'espacement souples : utile pour les composants fragiles, les surfaces irrégulières et une pression d'assemblage plus faible.
- Coussinets découpés sur mesure : fournis dans des formes, des épaisseurs et des formats adaptés à l'assemblage.
Comment choisir l'épaisseur d'un tampon thermique
L'épaisseur de la pastille thermique doit être choisie en tenant compte de l'ensemble des tolérances mécaniques cumulées, et non pas uniquement de l'écart nominal. Une pastille doit être en contact avec les deux surfaces à l'écart maximal, tout en évitant une compression excessive à l'écart minimal.
| Contributions à la conception | Ce qu'il faut vérifier | Pourquoi est-ce important ? |
|---|---|---|
| Écart minimal | Écart minimal possible compte tenu des tolérances | Empêche toute compression excessive, toute flexion du circuit imprimé, toute déformation du boîtier ou toute contrainte sur les composants. |
| Écart nominal | Jeu d'assemblage prévu en conditions normales de production | Permet de définir la compression cible et l'impédance thermique. |
| Écart maximal | Écart maximal possible compte tenu des tolérances | Permet de s'assurer que le patin reste en contact avec les deux surfaces, sans laisser d'espace d'air. |
| Planéité de la surface | Déformation, traces d'usinage, variations des pièces moulées | Cela a une incidence sur la surface de contact réelle et les points chauds locaux. |
| Pression disponible | Vis, clips, précontrainte du boîtier ou limite de compression | Détermine si le coussinet peut épouser la forme sans nécessiter une force excessive. |
| Distance de sécurité électrique | Niveau de tension, rigidité diélectrique, distance d'isolement | Prévient les défaillances électriques dans les applications liées aux batteries, aux LED et à l'alimentation électrique. |
Compression, dureté et performances thermiques
Les pastilles thermiques doivent être suffisamment comprimées pour améliorer le contact, mais une compression excessive peut endommager les composants ou nuire à leur fiabilité.
| Paramètres | Ce que cela signifie | Conseils pour le choix | Risque en cas d'erreur |
|---|---|---|---|
| Taux de compression | Pourcentage de réduction de l'épaisseur du tampon après assemblage | Utilisez les données du fournisseur et testez les conditions d'écart min./nominal/max. | Une valeur trop faible entraîne la formation d'espaces d'air ; une valeur trop élevée peut exercer une contrainte sur les cartes et les composants. |
| Dureté | Souplesse du coussin ou résistance à la compression | Les tampons plus souples conviennent aux assemblages fragiles ou irréguliers ; les tampons plus durs peuvent nécessiter une pression plus forte. | Une dureté inadaptée peut entraîner un mauvais contact ou des dommages mécaniques. |
| Conductivité thermique | Coefficient de transfert thermique des matériaux en vrac | Comparer avec l'épaisseur de la ligne de liaison et l'impédance thermique réelle. | Une valeur W/mK élevée peut s'avérer inefficace si le contact est insuffisant. |
| Kit de compression | Perte d'épaisseur irréversible suite à une compression prolongée | Valider dans des conditions de température, de pression et de vieillissement. | Peut réduire la pression de contact et augmenter la résistance thermique au fil du temps. |
Pâte thermique vs autres matériaux d'interface thermique
| Matériau | Meilleur pour | Avantages | Contrôles à effectuer |
|---|---|---|---|
| Coussin thermique | Écarts maîtrisés, assemblage soigné, isolation électrique | Préformés, faciles à poser, découpés à l'emporte-pièce, d'épaisseur constante | Nécessite une compression et un choix d'épaisseur adapté |
| Gel thermique | Espaces irréguliers, distribution automatisée, faible contrainte | Bonne imprégnation, pas de découpe à l'emporte-pièce, volume adaptable | Le contrôle du dosage et la pompabilité doivent être validés |
| Graisse thermique | Couche de colle fine avec pression de serrage | Faible résistance de contact et bon mouillage | Absence de soutien, risque de vidange et de dessèchement |
| Adhésif thermique | Collage et transfert thermique | Assure la fixation mécanique et la conduction thermique | Retouches, durcissement, contrainte et contrôle de la ligne de collage |
| Enrobage thermique | Encapsulation et protection de l'environnement | Protège les composants électroniques et favorise la dissipation de la chaleur | Réparabilité, exothermie, retrait et contraintes sur les composants |
Matrice des applications
| Application | Orientation typique du tampon | Exigences clés | Axe de validation |
|---|---|---|---|
| Électronique des batteries de véhicules électriques | Coussin thermique souple et isolant électrique | Rigidité diélectrique, faible contrainte, résistance au vieillissement | Isolation haute tension, cycles thermiques, déformation rémanente après compression |
| Modules de puissance et onduleurs | Coussin isolant thermique à conductivité élevée | Impédance thermique, température de fonctionnement, pression mécanique | Température du dispositif, tolérance d'écart, marge diélectrique |
| Eclairage LED | Coussin isolant ou coussin thermique découpé à l'emporte-pièce | Contact stable, vieillissement thermique, assemblage propre | Température des LED, adhérence ou stabilité de positionnement, vieillissement |
| Équipements de télécommunications et de transmission de données | Coussin d'écartement souple ou coussin découpé sur mesure | Épaisseur constante, faible résistance de contact, résistance à la compression à long terme | Cycles thermiques, maintien de la pression, température du module |
| Électronique industrielle | Coussinet thermique durable | Résistance aux vibrations, isolation, vieillissement dû aux conditions environnementales | Vieillissement en milieu naturel, humidité, poussière, chocs thermiques |
Développement de coussinets thermiques sur mesure
Haktak est en mesure de proposer des solutions personnalisées de coussinets thermiques en fonction des propriétés des matériaux, de l'épaisseur, de la dureté, de la forme découpée, des besoins en matière d'isolation et du processus de production.
Définir l'écart
Mesurer l'écart minimal, nominal et maximal, en tenant compte de l'accumulation des tolérances et de la planéité de la surface.
Associez le tampon
Sélectionnez la conductivité, l'épaisseur, la dureté, les caractéristiques diélectriques et la plage de compression.
Prototype et essai
Vérifier l'impédance thermique, la pression, les traces de contact, l'isolation et la fiabilité mécanique.
Préparer la production
Optimiser la découpe à l'emporte-pièce, la pellicule de protection, l'emballage, la manutention et la constance de la qualité.
Vous avez besoin d'aide pour choisir un tampon thermique ?
Veuillez nous communiquer l'écart à combler, la source de chaleur, la surface de refroidissement, la température cible, la tension requise, la pression disponible et le schéma d'assemblage. Haktak pourra vous recommander un coussin thermique standard ou mettre au point une solution sur mesure.
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Comprenez quel est le niveau de compression adéquat et ce qui se passe lorsque la compression est trop élevée ou trop faible.
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Examinez la relation entre la tolérance d'écart, la compression et les performances thermiques.
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À quoi sert un tampon thermique ?
Un coussin thermique sert à combler l'espace entre une source de chaleur et une surface de refroidissement. Il améliore le contact entre les surfaces, réduit les espaces d'air et facilite le transfert de chaleur, tout en assurant souvent une isolation électrique.
Comment choisir l'épaisseur d'un tampon thermique ?
Choisissez l'épaisseur en fonction des jeux minimal, nominal et maximal après cumul des tolérances. Le plot doit être en contact avec les deux surfaces au niveau du jeu maximal sans subir de compression excessive au niveau du jeu minimal.
Une valeur W/mK plus élevée est-elle toujours préférable pour les pastilles thermiques ?
Non. Une conductivité thermique plus élevée peut être un atout, mais les performances réelles dépendent également de l'épaisseur de la couche de liaison, de la compression, de la surface de contact, de la dureté et de l'impédance thermique dans l'assemblage final.
Les pastilles thermiques sont-elles isolantes sur le plan électrique ?
De nombreux coussinets thermiques sont isolants sur le plan électrique, mais pas tous. Les ingénieurs doivent vérifier la rigidité diélectrique, la résistivité volumique et les exigences en matière de tension avant toute utilisation.
Les coussinets thermiques peuvent-ils être personnalisés ?
Oui. Les pastilles thermiques peuvent être personnalisées en fonction de leur épaisseur, de leur dureté, de leur conductivité, de leur forme découpée, du type de film de protection, de leurs dimensions, de leur couleur et des exigences en matière d'isolation électrique.
Quand dois-je utiliser un gel thermique plutôt qu'un tampon thermique ?
Le gel thermique peut s'avérer plus adapté aux espaces complexes ou irréguliers, à la distribution automatisée et aux assemblages à faible contrainte. Les pastilles thermiques sont quant à elles préférables lorsqu'on privilégie un placement précis, une épaisseur contrôlée et des formes découpées à l'emporte-pièce.