Le ruban thermique, également appelé ruban adhésif thermoconducteur ou ruban de transfert thermique, est un matériau adhésif sensible à la pression conçu pour assembler des composants tout en facilitant le transfert de chaleur d'une source de chaleur vers un dissipateur thermique, un boîtier métallique, un châssis ou toute autre surface de refroidissement. Elle est couramment utilisée lorsque les ingénieurs ont besoin à la fois d'un transfert thermique et d'une fixation dans un seul matériau fin, propre et facile à appliquer.
En termes simples : Le ruban thermique est un matériau d'interface thermique doté d'une fonction adhésive.
Le ruban thermique est utile pour les LED, les dissipateurs thermiques, les capteurs, les petits modules de puissance, les composants électroniques des batteries, les écrans, les appareils de télécommunication et les composants électroniques compacts pour lesquels les vis, les clips ou les adhésifs liquides ne constituent pas la solution idéale. Cependant, il ne s'agit pas toujours du meilleur matériau d'interface thermique. Avant de choisir un ruban thermique, les ingénieurs doivent comparer la conductivité thermique, l’impédance thermique, l’épaisseur du ruban, l’adhérence au décollement, la résistance au cisaillement, les propriétés diélectriques, la préparation de la surface, la température de fonctionnement et les besoins en matière de retouche.
Qu'est-ce que le ruban thermique ?
Le ruban thermique est un matériau d'interface thermique se présentant sous forme de ruban qui assure à la fois le transfert thermique et le collage. Il se compose généralement d'une couche adhésive thermoconductrice, d'un film support ou d'une couche de renfort, et d'une pellicule de protection. Certains produits sont des rubans adhésifs double face, tandis que d'autres peuvent présenter une seule face adhésive, selon l'application.
Le ruban thermique est conçu pour :
- Transfert de chaleur à travers une interface
- Fixer un dissipateur thermique, un module ou un composant
- Combler les petites irrégularités de surface
- Permet un assemblage plus propre que la colle en pâte ou liquide
- Réduire le recours aux vis, aux agrafes ou aux colliers de serrage
On l'utilise couramment entre :
- Modules LED et boîtiers métalliques
- Dissipateurs thermiques et puces
- Composants de puissance et dissipateurs thermiques
- Capteurs et supports métalliques
- Électronique de la batterie et plaques de refroidissement
- Présentoirs et structures métalliques
- Modules et boîtiers de télécommunications
Le ruban thermique fait partie de la famille plus large des matériaux d'interface thermique. HakTak’s Matériaux d'interface thermique La page « Catégories » est conçue pour comparer les pastilles, les graisses, les matériaux PCM, les mastics, les adhésifs, les composés d'enrobage et les solutions TIM sur mesure.
Comment fonctionne le ruban thermique ?
Le ruban thermique combine deux fonctions :
- Transfert thermique : Il remplace les espaces d'air entre les surfaces par un matériau qui conduit mieux la chaleur que l'air.
- Adhésion : Il permet d'assembler les deux surfaces à l'aide d'un adhésif sensible à la pression ou de couches adhésives.
L'air présente une très faible conductivité thermique. Lorsqu'un composant et un dissipateur thermique sont placés l'un contre l'autre, des interstices microscopiques subsistent entre leurs surfaces. Ces interstices retiennent l'air et augmentent la résistance thermique. Le ruban thermique comble une partie de cet interstice et crée un chemin plus conducteur.
Par ailleurs, l'adhésif permet au ruban de maintenir le composant ou le dissipateur thermique en place. Le ruban thermique s'avère donc utile lorsque les fixations mécaniques ne sont pas envisageables.
Le ruban thermique est généralement appliqué de la manière suivante :
- Nettoyage des surfaces
- Appliquer du ruban adhésif sur une surface
- Retrait de la pellicule de protection
- Mettre la deuxième surface en place en appuyant dessus
- Exercer une pression pour assurer un bon mouillage et une bonne adhérence
L'adhésif sensible à la pression nécessite une pression de contact pour imprégner la surface et développer sa force d'adhérence. ASTM D1000, qui porte sur les rubans enduits d'adhésif sensible à la pression destinés à des applications électriques et électroniques, prévoit des essais portant sur des propriétés telles que l'adhérence, l'épaisseur, la tension de claquage diélectrique, le vieillissement, l'inflammabilité et d'autres caractéristiques associées à ces rubans.
Ruban thermique ou tampon thermique ?
Le ruban thermique et les pastilles thermiques peuvent sembler similaires, mais ils répondent à des besoins différents.
Les pastilles thermiques sont généralement utilisées pour combler les interstices, assurer la compression, fournir une isolation électrique et garantir un assemblage propre. Le ruban thermique est quant à lui utilisé lorsqu'un collage est également nécessaire.
| Fonctionnalité | Ruban thermique | Coussin thermique |
| Fonction principale | Transfert thermique et collage | Transfert thermique et comblement des interstices |
| Résistance d'adhérence | Généralement important | Facultatif, souvent de mauvais goût, mais sans incidence sur la structure |
| Comblement des lacunes | Idéal pour les interstices fins ou étroits | Idéal pour les espaces moyens |
| Compression | Généralement limité | Souvent conçus pour la compression |
| Remaniement | Peut être plus difficile en raison de la liaison adhésive | C'est souvent plus facile, selon la technique utilisée |
| Utilisation optimale | Fixation de dissipateurs thermiques ou de modules minces | Remplissage des interstices contrôlés entre les surfaces |
| Plage d'épaisseur | Généralement mince | Plage d'épaisseurs plus large |
Utilisez du ruban thermique lorsque l'interface doit être fixée à l'aide d'un adhésif. Utilisez des coussinets thermiques lorsque l'interface nécessite une épaisseur contrôlée, une compression ou le comblement d'un espace plus important.
Pour choisir un coussin thermique, consultez l'article de HakTak Comment choisir l'épaisseur d'un coussin thermique pour les composants électroniques.
Ruban thermique ou pâte thermique ?
La pâte thermique permet de créer une interface thermique très fine et d'assurer un bon mouillage de la surface. Elle est souvent utilisée lorsque l'assemblage est maintenu par des vis, des clips ou d'autres moyens mécaniques.
Le ruban thermique assure l'adhérence, contrairement à la graisse.
| Fonctionnalité | Ruban thermique | Graisse thermique |
| Assure l'adhérence | Oui | Non |
| Épaisseur de la ligne de liaison | En fonction de l'épaisseur de la bande | Cela dépend du débit et de la pression |
| Mouillage des surfaces | Efficace lorsqu'on exerce une pression | Très efficace lorsqu'il est utilisé correctement |
| Désordre | Nettoyer | Ça peut être salissant |
| Remaniement | La colle peut être difficile à enlever | Nécessite le nettoyage des anciennes traces de graisse |
| Utilisation optimale | Fixation d'un dissipateur thermique sans éléments de fixation | Interface plate et fine avec serrage mécanique |
Utilisez de la pâte thermique lorsque l'objectif principal est d'obtenir une faible épaisseur de couche de colle et que l'assemblage bénéficie déjà d'un maintien mécanique. Utilisez du ruban thermique lorsque l'assemblage nécessite à la fois un transfert thermique et une fixation adhésive.
Le guide de HakTak Conseils pour l'application de la graisse thermique et son fonctionnement explique pourquoi le dosage et la préparation de la surface sont importants pour la graisse.
Ruban thermique ou colle thermique ?
Le ruban thermique et l'adhésif thermoconducteur assurent tous deux le transfert de chaleur et le collage. La différence réside principalement dans leur forme et leur mode d'application.
Le ruban thermique est préformé et généralement sensible à la pression. Il est propre, rapide et facile à appliquer. L'adhésif thermoconducteur se présente généralement sous forme liquide, pâteuse ou en deux composants, et peut nécessiter un durcissement.
| Fonctionnalité | Ruban thermique | Adhésif thermoconducteur |
| Formulaire | Ruban préformé | Adhésif liquide, en pâte ou en deux composants |
| Application | Éplucher et presser | Appliquer, mélanger, laisser durcir ou activer par rayonnement UV ou par la chaleur |
| Contrôle de l'épaisseur | Commande par bande | Cela dépend du contrôle de la distribution et de la ligne de collage |
| Résistance d'adhérence | Modérée à forte selon le ruban adhésif | Souvent plus résistants après le durcissement |
| Remaniement | Cela peut être difficile | Souvent très difficile après la guérison |
| Vitesse de production | Rapide | Cela dépend du procédé de durcissement |
Utilisez du ruban thermique pour un assemblage propre et rapide lorsque les exigences en matière d'adhérence sont modérées. Utilisez un adhésif thermoconducteur lorsqu'un collage plus résistant, une géométrie particulière ou des performances liées au durcissement sont requis.
L'article de HakTak Adhésif thermique ou pâte thermique : quand un collage est nécessaire C'est un sujet connexe utile pour cette décision.
Types courants de ruban thermique
Le ruban thermique n'est pas un produit unique. Il regroupe plusieurs types de matériaux.
Ruban adhésif thermique double face
Le ruban thermique double face est recouvert d'adhésif des deux côtés. Il sert à coller deux surfaces tout en assurant le transfert de chaleur entre elles.
Utilisations courantes :
- Fixation de petits dissipateurs thermiques
- Collage de bandes ou de modules LED
- Montage des capteurs
- Fixation des dissipateurs thermiques
- Assemblage de modules électroniques compacts
Ruban de transfert thermoconducteur
Le ruban de transfert est un film adhésif fin dépourvu de support épais. Il permet de créer une fine ligne de collage et s'avère utile lorsque les surfaces sont relativement planes.
Utilisations courantes :
- Collage d'un dissipateur thermique mince
- Modules d'affichage
- Fixation pour dissipateur thermique léger
- Petits appareils électroniques pour lesquels l'épaisseur est un critère important
Ruban en mousse thermoconductrice
Les rubans thermiques à base de mousse offrent une meilleure adaptabilité et un meilleur comblement des interstices que les rubans de transfert très fins. Ils permettent de s'adapter à de légères irrégularités de surface.
Utilisations courantes :
- Transfert thermique entre le boîtier et le circuit imprimé
- Surfaces irrégulières
- Amortissement des vibrations
- Assemblages électroniques légers
Ruban thermique isolant électrique
Certains rubans thermiques sont conçus pour être électriquement isolants. Ils s'avèrent utiles lorsqu'il faut transférer de la chaleur vers une structure métallique sans créer de circuit électrique.
Pour en savoir plus sur les exigences en matière d'isolation, consultez l'article de HakTak Coussins thermiques isolants : quand en avez-vous besoin ?.
Ruban thermique haute température
Les rubans thermiques haute température sont conçus pour les environnements dans lesquels les adhésifs classiques risquent de ramollir, de fléchir ou de perdre leur pouvoir adhésif.
Utilisations courantes :
- Électronique de puissance
- Eclairage LED
- Électronique automobile
- Capteurs industriels
- Boîtiers résistants aux hautes températures
Quand faut-il utiliser du ruban thermique ?
Le ruban thermique est utile lorsqu'il faut à la fois transférer de la chaleur et réaliser un collage.
Utilisez du ruban thermique lorsque les fixations mécaniques ne sont pas adaptées
Les petits dissipateurs thermiques, les modules compacts et les boîtiers minces peuvent ne pas offrir suffisamment d'espace pour les vis ou les clips. Le ruban thermique peut faciliter l'assemblage.
Utilisez du ruban thermique pour une production propre et rapide
Le ruban thermique est préformé. Les opérateurs peuvent l'appliquer rapidement, sans avoir à le doser, à le faire durcir ni à nettoyer. Cela en fait une solution intéressante pour la production à grand volume.
Utilisez du ruban thermique pour fixer un dissipateur thermique léger
Les petits dissipateurs thermiques utilisés sur les circuits intégrés, les LED, les modules de communication ou les contrôleurs ne nécessitent pas forcément un système de fixation mécanique robuste. Un ruban thermique peut assurer une fixation suffisante et un transfert thermique adéquat.
Utilisez du ruban thermique lorsque l'épaisseur doit être contrôlée
Le ruban adhésif étant fourni dans une épaisseur définie, il permet d'obtenir une épaisseur de ligne de collage plus homogène que celle obtenue avec un adhésif appliqué manuellement.
Utilisez du ruban thermique lorsque les possibilités de retouche sont limitées
Si le produit n'est pas destiné à être démonté fréquemment, un assemblage par collage peut être envisageable. En revanche, si des retouches fréquentes sont nécessaires, l'utilisation de pastilles thermiques ou de graisse peut s'avérer plus pratique.
Quand le ruban thermique n'est pas la meilleure solution
Le ruban thermique est utile, mais il a ses limites.
De grandes lacunes
Le ruban thermique n'est généralement pas la meilleure solution pour les espaces importants. Les pastilles thermiques, les produits de comblement ou le mastic thermique sont souvent plus adaptés aux espaces plus grands ou irréguliers.
L'article de HakTak Mastic thermique ou coussin thermique : Comment choisir pour les espaces inégaux explique ce compromis.
Charges thermiques très élevées
En cas de flux thermique très élevé, l'épaisseur du ruban et la résistance thermique de l'adhésif peuvent limiter les performances. Une couche de graisse plus fine, un matériau PCM ou un TIM fixé mécaniquement peuvent offrir de meilleures performances.
Retouches fréquentes
Le ruban thermique peut laisser des résidus ou endommager les composants lors de son retrait. Si l'ensemble doit faire l'objet d'entretiens fréquents, il peut être préférable d'utiliser de la graisse, des coussinets ou des matériaux PCM amovibles.
Mauvaise préparation de la surface
L'efficacité du ruban thermique dépend de son adhérence à la surface. La présence d'huile, de poussière, d'oxydation, d'humidité ou de surfaces rugueuses peut réduire la force d'adhérence.
Composants lourds
Si le dissipateur thermique ou le composant est lourd, le ruban adhésif seul risque de ne pas assurer une fixation mécanique suffisante. Il peut être nécessaire d'utiliser des vis, des clips ou de la colle structurelle.
Principaux critères de comparaison
Les rubans thermiques doivent être évalués tant sur le plan de leurs propriétés thermiques que sur celui de leurs propriétés adhésives.
| Propriété | Pourquoi est-ce important ? | Adhésif thermoconducteur |
| Conductivité thermique | Capacité de transfert thermique des écrans | Adhésif liquide, en pâte ou en deux composants |
| Impédance thermique | Reflète mieux les performances réelles de l'interface | Appliquer, mélanger, laisser durcir ou activer par rayonnement UV ou par la chaleur |
| Épaisseur | Permet de contrôler l'épaisseur de la ligne de collage et la résistance thermique | Cela dépend du contrôle de la distribution et de la ligne de collage |
| Adhérence de la peau | Montre la force d'adhérence du ruban sous une charge de pelage | Souvent plus résistants après le durcissement |
| Résistance au cisaillement | Important en cas de charge prolongée et de montage vertical | Souvent très difficile après la guérison |
| Rigidité diélectrique | Obligatoire lorsqu'une isolation électrique est nécessaire | Cela dépend du procédé de durcissement |
| Température de fonctionnement | Permet de déterminer la stabilité de l'adhésif sous l'effet de la chaleur | Plage d'épaisseurs plus large |
| Compression ou conformabilité | Facilite le contact avec des surfaces rugueuses ou irrégulières | |
| Résistance au vieillissement | Fait preuve d'une stabilité à long terme | |
| Comportement de réécriture | A un impact sur l'entretien et les réparations |
L'adhérence au pelage est un test essentiel pour les rubans adhésifs sensibles à la pression. ASTM D3330/D3330M Il s'agit d'une méthode d'essai officielle de l'ASTM relative à l'adhérence au pelage des rubans adhésifs sensibles à la pression.
Conductivité thermique et résistance d'adhérence
Le choix d'un ruban thermique repose sur un compromis entre le transfert de chaleur et l'adhérence.
Un ruban présentant une conductivité thermique élevée n'est pas forcément le meilleur choix si la force d'adhérence est faible, s'il est trop épais ou s'il est instable à haute température. Un ruban présentant une forte adhérence n'est pas forcément le meilleur choix si sa résistance thermique est trop élevée.
Les ingénieurs devraient se poser les questions suivantes :
- Le ruban transmet-il suffisamment de chaleur ?
- Est-ce qu'il maintient bien le composant en place ?
- Conserve-t-il son adhérence à la température de fonctionnement ?
- Résiste-t-il aux cycles thermiques ?
- L'épaisseur de la couche de liaison augmente-t-elle la résistance thermique ?
- L'adhésif présente-t-il un fluage sous contrainte ?
- Une isolation électrique est-elle nécessaire ?
Le ruban adapté est celui qui répond à la fois aux exigences thermiques et mécaniques.
Contrôle de l'épaisseur et de la ligne de collage
L'épaisseur du ruban thermique influe directement sur la résistance thermique.
Pour un parcours thermique simplifié :
R = t / (k × A)
Où ?
- R est la résistance thermique
- t est l'épaisseur du ruban
- k est la conductivité thermique
- A c'est la surface de contact
Un ruban plus épais peut améliorer l'adaptabilité ou la résistance de l'adhérence, mais il augmente généralement la résistance thermique. Un ruban plus fin peut améliorer le transfert de chaleur, mais il nécessite des surfaces plus planes et un meilleur contact.
Pour plus d'informations sur l'épaisseur, consultez le guide de HakTak Comment l'épaisseur de la ligne de collage influe sur les performances thermiques.
Pression et mouillage des surfaces
Le ruban thermique sensible à la pression nécessite d'être pressé lors de son application. La pression permet à l'adhésif de bien adhérer à la surface et d'assurer un meilleur contact.
Parmi les facteurs importants à prendre en compte lors de l'application, on peut citer :
- Propreté des surfaces
- Énergie de surface
- Pression d'application
- Temps de séjour
- Température pendant l'application
- Rugosité de la surface
- Épaisseur du ruban
- Chimie des adhésifs
Si la pression est trop faible, le ruban risque de ne pas adhérer complètement à la surface. Cela peut réduire à la fois le transfert thermique et la résistance de l'adhérence.
Si la surface est souillée, l'adhérence peut être compromise, même si le ruban adhésif présente lui-même d'excellentes caractéristiques techniques.
Isolation électrique
Certains rubans thermiques sont électriquement isolants. D'autres peuvent être électriquement conducteurs, selon les charges utilisées et leur composition.
Le ruban thermique isolant est utile dans les cas suivants :
- Le dissipateur thermique est en métal
- L'onglet « Composants » est sous tension
- Plusieurs appareils partagent un dissipateur thermique
- Le boîtier est conducteur
- Il y a de la haute tension
- Une isolation de sécurité est nécessaire
Les ingénieurs doivent vérifier :
- Rigidité diélectrique
- Tension de claquage
- Résistivité volumique
- Résistivité de surface
- Épaisseur finale
- Vieillissement sous l'effet de la chaleur et de l'humidité
La norme ASTM D1000 inclut la tension de claquage diélectrique parmi les essais répertoriés pour les rubans enduits d’adhésif sensible à la pression utilisés dans les applications électriques et électroniques. Pour les décisions spécifiques à l’isolation des pastilles, le guide de HakTak Coussins thermiques isolants : quand en avez-vous besoin ? est étroitement lié.
Applications du ruban thermique
Eclairage LED
Le ruban thermique est souvent utilisé pour fixer des bandes LED, des modules LED ou des cartes à âme métallique à des dissipateurs thermiques ou à des boîtiers. Il assure un collage soigné et un bon transfert thermique.
Principaux critères de sélection :
- Impédance thermique
- Adhérence sur l'aluminium
- Résistance à la chaleur à long terme
- Épaisseur
- Isolation électrique, si nécessaire
Petits dissipateurs thermiques
Le ruban thermique permet de fixer des dissipateurs thermiques légers sur des circuits intégrés, des puces de communication, des régulateurs de tension ou des modules de commande.
Principaux critères de sélection :
- Adhérence de la peau
- Résistance au cisaillement
- Température de fonctionnement
- Besoins en matière de retouches
- Poids du dissipateur thermique
Écrans et électronique grand public
Les rubans thermiques fins peuvent faciliter le transfert de chaleur vers les châssis ou les dissipateurs thermiques tout en conservant un profil fin.
Principaux critères de sélection :
- Ligne de collage fine
- Assemblage propre
- Compatibilité des surfaces
- Faible teneur en résidus
- Précision de découpe
Électronique automobile
Le ruban thermique peut être utilisé dans les modules légers, les capteurs, les écrans et les composants électroniques de commande. Toutefois, son utilisation dans le secteur automobile nécessite une validation minutieuse de sa fiabilité.
Principaux critères de sélection :
- Cycle de température
- Vibrations
- Vieillissement par adhérence
- Résistance à l'humidité
- Répétabilité de la découpe
Équipements de télécommunications
Les appareils de télécommunication peuvent utiliser du ruban thermique pour les modules, les dissipateurs thermiques ou les points de contact du boîtier, lorsque le fonctionnement continu et une adhérence stable sont requis.
Principaux critères de sélection :
- Exposition prolongée à la chaleur
- Plage de températures extérieures
- Adhérence sur les métaux revêtus
- Impédance thermique
- Isolation électrique
Comment choisir un ruban thermique
Étape 1 : Définir l'objectif thermique
Commencez par examiner la charge thermique, la surface de contact et l'élévation de température maximale autorisée. Cela permet de déterminer si le ruban est en mesure de répondre aux exigences thermiques.
Étape 2 : Définir les exigences mécaniques
Demandez-vous si le ruban doit maintenir un dissipateur thermique, fixer une pièce légère, résister au cisaillement, supporter des vibrations ou maintenir un composant en place pendant la production.
Étape 3 : Vérification de l'écart et de la planéité de la surface
Le ruban thermique est particulièrement adapté aux interfaces fines et planes. Pour les espaces plus importants ou les surfaces irrégulières, il peut être préférable d'utiliser des coussinets thermiques, du mastic ou du ruban en mousse.
Étape 4 : Comparer l'impédance thermique
La conductivité thermique à elle seule ne suffit pas. L'impédance thermique, mesurée à l'épaisseur et à la pression réelles, est plus utile.
ASTM D5470 est couramment utilisé pour évaluer les propriétés de transmission thermique des matériaux d'isolation électrique thermoconducteurs.
Étape 5 : Vérifier les données d'adhérence
Examiner l'adhérence au décollement, la résistance au cisaillement, la compatibilité de surface et le vieillissement thermique. La norme ASTM D3330/D3330M s'applique à l'adhérence au décollement des rubans adhésifs sensibles à la pression.
Étape 6 : Vérifier les exigences électriques
Si une isolation est nécessaire, vérifiez les propriétés diélectriques et validez l'assemblage final.
Étape 7 : Vérification de la durabilité et de la fiabilité
Tests de cycles thermiques, d'humidité, de vibrations, d'exposition à des températures élevées et de comportement en cas de retouche.
Ruban thermique vs autres matériaux de transfert thermique (TIM) : tableau de sélection rapide
| Problème d'interface | Matériel de base recommandé |
| Interface mince avec serrage mécanique | Pâte thermique ou PCM |
| Besoin de collage et de transfert thermique | Ruban thermique ou adhésif thermique |
| Écart moyen contrôlé | Coussin thermique |
| Écart irrégulier ou important | Pâte thermique ou produit de remplissage |
| Encapsulation et protection permanentes | Composé d'enrobage thermoconducteur |
| Isolation électrique et comblement des interstices | Coussin isolant thermique |
Pour une comparaison plus générale des TIM, voir l'article de HakTak intitulé Matériaux d'interface thermique page.
Essais et normes
Le ruban thermique doit être testé à la fois en tant que matériau thermique et en tant que ruban adhésif.
Parmi les domaines de test utiles, on peut citer :
- Conductivité thermique
- Impédance thermique
- Adhérence de la peau
- Résistance au cisaillement
- Épaisseur
- Tension de claquage diélectrique
- Résistance d'isolement
- Vieillissement sous l'effet de la chaleur et de l'humidité
- Inflammabilité, le cas échéant
- Retouches et résidus
La norme ASTM D1000 porte sur les rubans enduits d'adhésif sensible à la pression destinés à des applications électriques et électroniques et comprend de nombreux essais visant à évaluer les propriétés de ces rubans. La norme ASTM D3330/D3330M porte sur l'adhérence au pelage des rubans sensibles à la pression. La norme ASTM D5470 concerne les propriétés de transmission thermique des matériaux d'isolation électrique thermoconducteurs.
Pour les essais de conductivité thermique et de diffusivité des polymères, ISO 22007-2 traite de la méthode de la source de chaleur plane transitoire.
Les erreurs courantes que les ingénieurs doivent éviter
La première erreur consiste à choisir un ruban thermique en se basant uniquement sur la valeur W/mK. L'adhérence, l'épaisseur, la pression et la fiabilité sont également des facteurs déterminants pour la réussite.
La deuxième erreur consiste à utiliser du ruban thermique pour combler un espace trop large. Le ruban thermique est généralement plus adapté aux interfaces fines.
La troisième erreur consiste à négliger la préparation des surfaces. Des surfaces contaminées peuvent entraîner une adhérence insuffisante et un mauvais transfert thermique.
La quatrième erreur consiste à croire qu'une adhérence initiale forte garantit une fiabilité à long terme. La chaleur, l'humidité, la charge et les cycles de contrainte peuvent altérer l'adhérence.
La cinquième erreur consiste à ne pas tenir compte de la contrainte de cisaillement. Un ruban peut présenter une bonne adhérence au pelage, mais subir tout de même un fluage sous l'effet d'une charge ou d'une chaleur prolongée.
La sixième erreur consiste à utiliser du ruban adhésif conducteur d'électricité là où une isolation électrique est nécessaire.
La septième erreur consiste à utiliser du ruban thermique comme adhésif structurel. Si le composant est lourd ou joue un rôle essentiel pour la sécurité, un système de fixation mécanique supplémentaire peut s'avérer nécessaire.
Point de vue de HakTak
Chez HakTak, le ruban thermique est considéré comme un matériau d'interface thermique doté d'une fonction adhésive. Il doit être choisi en fonction de ses performances thermiques et adhésives, et non uniquement de sa conductivité.
Pour garantir un choix précis, les ingénieurs doivent fournir :
- Type et puissance de la source de chaleur
- Zone de contact
- Matériaux de surface
- Condition de jeu ou de planéité
- Épaisseur de ruban requise
- Si une isolation électrique est nécessaire
- Poids du dissipateur thermique ou du composant
- Plage de température de fonctionnement
- Humidité ou exposition à l'extérieur
- Conditions de vibration et de cycles thermiques
- Exigences en matière de reprise
- Besoins en formats prédécoupés ou en rouleaux
Grâce à ces informations, un fournisseur peut vous conseiller sur la solution la plus adaptée : ruban thermique, pastille thermique, graisse, PCM, mastic, adhésif ou composé d'enrobage.
Le meilleur ruban thermique n'est pas simplement celui qui présente la conductivité thermique la plus élevée. C'est celui qui assure un transfert thermique suffisant, une adhérence stable, une épaisseur adaptée et des performances fiables lors de l'assemblage final.
Conclusion
Le ruban thermique est un matériau adhésif thermoconducteur utilisé lorsque les composants électroniques nécessitent à la fois un transfert de chaleur et une fixation. Il est particulièrement utile pour fixer des dissipateurs thermiques, des modules LED, des capteurs, des écrans et des composants électroniques compacts, pour lesquels un assemblage soigné et une épaisseur contrôlée sont essentiels.
Le ruban thermique ne remplace pas systématiquement les pastilles thermiques, la pâte thermique, le mastic ou les adhésifs. Il est particulièrement adapté aux interfaces minces et relativement planes nécessitant un collage. En cas d'écarts plus importants, de charges thermiques élevées, de retouches fréquentes ou de surfaces irrégulières, il peut être préférable d'utiliser un autre matériau d'interface thermique.
Les ingénieurs doivent évaluer les rubans thermiques en fonction de leur conductivité thermique, de leur impédance thermique, de leur épaisseur, de leur adhérence au pelage, de leur résistance au cisaillement, de leurs propriétés diélectriques, de la préparation de la surface, de la plage de températures et des essais de fiabilité.
Un ruban thermique adapté devrait permettre de résoudre les deux aspects du problème : évacuer la chaleur et maintenir l'ensemble en place.
FAQ
Qu'est-ce que le ruban thermique ?
Le ruban thermique est un ruban adhésif thermoconducteur utilisé pour transférer la chaleur tout en assemblant deux surfaces.
Le ruban thermique, c'est la même chose qu'un tampon thermique ?
Non. Le ruban thermique assure une liaison adhésive, tandis que les pastilles thermiques servent principalement à combler les espaces vides et à assurer le transfert thermique.
Le ruban thermique est-il plus efficace que la pâte thermique ?
Le ruban thermique est plus adapté lorsqu'un collage est nécessaire. La pâte thermique peut s'avérer plus efficace sur des interfaces fines et planes soumises à un serrage mécanique.
Peut-on fixer un dissipateur thermique à l'aide d'un ruban thermique ?
Oui, on utilise souvent du ruban thermique pour fixer des dissipateurs thermiques légers. Les dissipateurs thermiques lourds peuvent nécessiter un soutien mécanique supplémentaire.
Le ruban thermique est-il isolant sur le plan électrique ?
Certaines bandes thermiques sont isolantes sur le plan électrique, mais ce n'est pas le cas de toutes. Les ingénieurs doivent vérifier les données relatives à la rigidité diélectrique et à la résistivité.
Le ruban thermique conduit-il l'électricité ?
Cela dépend de la composition. Certains rubans sont isolants, tandis que d'autres peuvent être conducteurs d'électricité.
Comment pose-t-on du ruban thermique ?
Nettoyez les deux surfaces, appliquez le ruban, retirez la pellicule de protection, positionnez la deuxième surface, puis appuyez fermement pour améliorer le mouillage et l'adhérence.
Peut-on retirer le ruban thermique ?
Certains rubans adhésifs peuvent être retirés, mais beaucoup laissent des résidus ou perdent en efficacité après une retouche. Il convient de tester le comportement du produit après retouche.
Quelle est la différence entre le ruban thermique et l'adhésif thermique ?
Le ruban thermique est préformé et sensible à la pression. L'adhésif thermique se présente souvent sous forme liquide ou pâteuse et peut nécessiter un durcissement.
Quelles informations dois-je fournir pour choisir un ruban thermique ?
Indiquez la charge thermique, la surface de contact, les matériaux de surface, l'adhérence requise, la limite d'épaisseur, la température de fonctionnement, les exigences en matière d'isolation électrique et les conditions de fiabilité.
