Gel thermique à post-durcissement pour le remplissage stable des espaces dans les composants électroniques
Haktak fournit un gel thermique à durcissement postérieur destiné aux assemblages électroniques nécessitant un remplissage de jeux par application, un comportement de durcissement contrôlé, de faibles contraintes mécaniques et un transfert thermique stable une fois que le matériau s'est stabilisé au niveau de l'interface finale.
Qu'est-ce qu'un gel thermique de post-durcissement ?
Le gel thermique à durcissement différé est un matériau d'interface thermique applicable par distribution, conçu pour combler d'abord les interstices, puis atteindre un état plus stable après l'assemblage ou à l'issue d'une étape de durcissement définie. Il est utilisé lorsque les ingénieurs ont besoin de la souplesse d'application d'un gel, mais souhaitent également bénéficier d'une meilleure conservation de la forme, d'un meilleur contrôle de l'écoulement ou d'une stabilité à long terme de l'interface une fois que le gel s'est stabilisé dans l'interstice final.
Délivré avant la stabilisation définitive
Le matériau peut être appliqué sous forme de cordon, de point ou de motif ; il s'adapte aux surfaces irrégulières, puis acquiert ses propriétés d'interface définitives après avoir subi les conditions de post-durcissement définies.
Sélectionnés en fonction de leur comportement réel lors de l'assemblage
Le choix du matériau optimal se fait en fonction de la plage d'écart, du temps d'ouverture, des conditions de durcissement, de l'impédance thermique, du transfert des contraintes et des résultats en matière de fiabilité dans l'assemblage final.
Domaines d'application du gel thermique de post-durcissement
Le gel thermique de post-durcissement est utile lorsqu'une conception nécessite un matériau thermique applicable par distribution, capable de s'adapter à des interstices complexes tout en conservant une plus grande stabilité pendant le fonctionnement. On peut le comparer à produit de remplissage liquide pour interstices, gel thermique monocomposant, matériaux de remplissage thermoconducteurs, mastic thermique et coussinets thermiques.
Blocs-batteries et plaques de refroidissement
Comble les espaces irréguliers entre les cellules, les plateaux, les plaques réfrigérantes, les cartes de commande et les boîtiers d'emballage, tout en garantissant un contact thermique stable après durcissement.
Modules de puissance et convertisseurs
Assurer le transfert thermique autour des MOSFET, des IGBT, des inductances, des convertisseurs CC/CC et des circuits électroniques des onduleurs, lorsque le contrôle du « pump-out » est essentiel.
Unités de contrôle automobile
À utiliser dans les calculateurs électroniques, les modules de capteurs, les contrôleurs étanches et les composants électroniques robustes soumis à des cycles thermiques et à des vibrations.
Télécommunications et électronique d'extérieur
Combler les écarts entre le boîtier et la carte dans les modules de stations de base, les blocs d'alimentation, les routeurs et les équipements électroniques extérieurs exposés aux variations de température.
LED et modules optiques
Améliorer le contact thermique à proximité des pilotes, des cartes LED et des boîtiers, là où le contrôle de l'application de la colle et le comportement des résidus doivent être réexaminés.
Électronique industrielle
Stabiliser le contact thermique dans les entraînements, les systèmes de commande, la robotique, les chargeurs et l'électronique de puissance compacte, même en cas d'écarts d'assemblage variables.
Comment choisir un gel thermique de post-durcissement
Le gel thermique de post-durcissement doit être choisi en fonction de l'ensemble des paramètres du processus : comportement à la dépose, mouillage, conditions de durcissement, épaisseur finale après compression et performances en matière de fiabilité. Le guide publié sur le blog à ce sujet conductivité thermique et impédance thermique est utile car la température minimale du dispositif dépend souvent davantage des conditions finales à l'interface que de la seule conductivité du matériau.
| Facteur de sélection | Pourquoi est-ce important ? | Note technique |
|---|---|---|
| Condition de guérison | La température de post-durcissement, la durée et l'ordre d'assemblage influent sur l'état final du matériau. | Vérifiez si le durcissement a lieu à température ambiante, à température élevée ou au cours du processus de fabrication du dispositif. |
| Temps d'ouverture et délai de montage | Le gel doit rester malléable suffisamment longtemps pour permettre sa distribution, son contrôle et la fermeture du boîtier. | Vérifier la stabilité des billes sur toute la durée maximale prévue du délai de production. |
| Plage d'écart | L'impédance thermique finale et les contraintes dépendent des écarts minimal et maximal réels après l'assemblage. | Utilisez les données d'épaisseur mesurées plutôt que les valeurs nominales issues de la CAO. |
| Viscosité et affaissement | Permet de régler la taille de la buse, la définition du cordon, son positionnement vertical et son étalement après compression. | Vérifier l'affaissement avant la prise et après avoir été soumis aux manipulations liées à la production. |
| Impédance thermique | Le transfert thermique final dépend de l'épaisseur de la ligne de jonction, du mouillage et du comportement de l'interface après durcissement. | Utilisation épaisseur de la ligne de liaison conseils pendant la validation. |
| Environnement de fiabilité | Les cycles thermiques, les vibrations, l'humidité et le vieillissement peuvent modifier la couverture ou la contrainte au niveau de l'interface. | Comparer avec normes courantes en matière de tests TIM. |
Gel thermique à post-durcissement vs gel thermique sans durcissement
Les gels thermiques à post-durcissement et ceux sans durcissement permettent tous deux de combler des interstices irréguliers, mais leur comportement en production et en service peut varier. On envisage l'utilisation d'un gel post-durcissant lorsque l'assemblage nécessite une flexibilité d'application ainsi qu'une meilleure conservation de la forme ou une meilleure stabilité après une période de durcissement définie. Un gel non durcissant peut être préférable lorsque la possibilité de retouche, un contact en douceur ou la simplicité de mise en œuvre sont plus importants.
Optez pour un gel thermique de post-durcissement lorsque la stabilité est primordiale
- L'ensemble doit présenter une meilleure résistance à l'écoulement, au pompage ou au déplacement après application.
- Il est possible de contrôler la fermeture du boîtier, la fenêtre de durcissement et le programme de cycles thermiques.
- Le matériau doit rester en contact dans des environnements soumis à des vibrations ou à des cycles thermiques.
- La conception permet de respecter la température, la durée et la séquence de traitement requises.
Optez pour un gel non durcissant lorsque la flexibilité du processus est primordiale
- L'assemblage nécessite un contact plus doux, une retouche plus aisée ou une préparation d'échantillons plus simple.
- L'interface est protégée contre les mouvements brusques, les écoulements verticaux et les risques de vidange.
- Le procédé ne permet pas d'intégrer une étape de post-durcissement définie.
- Comparer avec Le gel thermique comblant les interstices : explications pour avoir une meilleure idée du contexte général.
Conception et processus de validation d'un gel thermique de post-durcissement
Un projet de gel thermique à post-durcissement doit faire l'objet d'une validation au niveau du matériau, du procédé de distribution et du procédé de durcissement. Avant le lancement en production, les ingénieurs doivent tester la formation des cordons, les délais d'assemblage, l'épaisseur après compression, le comportement au durcissement, l'impédance thermique, la résistance au pompage, le transfert des contraintes, la sécurité électrique et le comportement en cas de retouche.
Représenter graphiquement l'accumulation thermique
Mesurer l'écart de fonctionnement réel, la surface de la source de chaleur, le circuit de refroidissement, les conditions de pression et le jeu de montage disponible.
Définir le temps de distribution et le temps d'ouverture
Vérifiez le volume du cordon, la taille de la buse, la pression de dépose, le délai d'assemblage et la précision de placement avant le début de la fenêtre de durcissement.
Définir les conditions de post-durcissement
Vérifiez la température, la durée, l'état du dispositif de fixation et si le durcissement a lieu avant, pendant ou après la fermeture définitive du boîtier.
Évaluation des performances finales
Mesurer la chute de température, l'impédance thermique, le vieillissement, les cycles thermiques, les vibrations, les fuites d'huile, la contamination et la réponse aux retouches.
Ressources connexes sur les gels thermiques, les produits de remplissage de interstices et les composés thermoconducteurs (TIM)
Utilisez ces ressources internes pour comparer le gel thermique post-durcissement avec les gammes de produits Haktak connexes et les guides techniques. Les pages par catégorie facilitent le choix des produits, tandis que les articles de blog aident à prendre des décisions concernant le comblement des interstices, l'impédance thermique, les normes d'essai, l'épaisseur de la ligne de collage et les allégations relatives à une conductivité thermique élevée (W/mK).
Comment la fenêtre de durcissement influe sur les performances du gel thermique
La fenêtre de durcissement n'est pas seulement un détail de production. Elle peut influencer le mouillage, l'épaisseur finale, le contact avec la surface, le module d'élasticité, la résistance au pompage et la stabilité thermique. Un matériau qui donne de bons résultats sur un échantillon de laboratoire peut se comporter différemment si la chaîne de production modifie le volume du cordon, le délai d'assemblage, la pression d' serrage ou la température de durcissement.
Horaires d'ouverture
Si le gel se dessèche, se déplace ou perd sa forme de perle avant la fermeture, la surface de contact finale peut varier. Vérifiez la durée de manipulation maximale prévue.
Compression avant durcissement
La compression détermine l'épaisseur de la ligne de collage et le mouillage. Utilisez de véritables éléments de fixation, boîtiers et conditions de pression lors des essais.
Durcissement après la pose
L'étape de post-durcissement doit être testée dans la même orientation, avec le même dispositif de fixation et dans le même environnement thermique que ceux prévus pour la production.
Erreurs courantes dans le choix des gels thermiques de post-durcissement
Choisir uniquement en fonction de la valeur W/mK
Une conductivité thermique élevée ne garantit pas une température faible du composant. L'épaisseur finale de l'interface et le mouillage jouent un rôle important. Voir Pourquoi une valeur W/mK élevée ne garantit pas toujours un meilleur refroidissement.
Non-respect des limites de température de durcissement
Certains composants, batteries, matières plastiques ou adhésifs pourraient ne pas supporter les conditions de post-durcissement proposées.
Essais avant le durcissement définitif
Il convient de vérifier le comportement thermique et mécanique une fois que le gel a atteint l'état final prévu.
Sous-estimation du délai de montage
La stabilité des perles et leur mouillage peuvent varier si les pièces restent en attente trop longtemps avant la fermeture du moule ou le durcissement.
Ne pas effectuer les essais de vidange
Les cycles thermiques et les vibrations peuvent entraîner le déplacement des matériaux inadaptés au niveau de l'interface.
Négliger les besoins en matière de retouches
Les matériaux ayant subi un post-durcissement peuvent être plus difficiles à retirer. Il convient d’examiner dès le début les questions relatives au nettoyage, aux résidus et au remplacement.
Gel thermique de post-durcissement sur mesure pour l'assemblage en série
Haktak peut prendre en charge le développement de gels thermiques sur mesure destinés au post-durcissement dans le cadre de la fabrication de composants électroniques. La personnalisation peut porter sur la conductivité, la viscosité, le comportement après durcissement, la souplesse, le contrôle de l'affaissement, les propriétés diélectriques, le contrôle des exsudations d'huile, ainsi que sur les solutions d'emballage et de distribution.
Période de durcissement et de manipulation
Adaptez le gel en fonction du temps d'ouverture, du programme de polymérisation, du temps de cycle de production, de l'état du dispositif de fixation et des limites de température des composants.
Comportement de distribution
Ajustez la viscosité, la forme des perles, la résistance à l'affaissement et le format de conditionnement pour une distribution manuelle, pneumatique, par pompe à vis ou automatisée.
Objectif de fiabilité
Répond aux exigences en matière de cycles thermiques, de vieillissement thermique, de propriétés diélectriques, de vibrations, de faible dégazage ou de sensibilité à la contamination.
Documents à fournir avant de demander un échantillon de gel thermique post-durcissement
Pour obtenir une recommandation plus pertinente concernant les échantillons, il convient de commencer par préciser les conditions d'assemblage finales. Veuillez d'abord nous envoyer le plan, les données relatives à la source de chaleur, la plage d'épaisseur d'écart, le plan de dépose et le processus de durcissement. Haktak pourra ainsi affiner la sélection de la famille de matériaux et réduire le nombre de séries d'essais inutiles.
Caractéristiques techniques
Plage d'écart, cumul des tolérances, limite de pression, zone de débordement disponible et sensibilité des composants.
Données thermiques
Puissance, surface de la source de chaleur, surface de refroidissement, température de consigne et impédance thermique de consigne.
Données de processus
Conditionnement de distribution, buse, motif de dépose, délai d'assemblage, température de durcissement et durée de durcissement.
Données de fiabilité
Cycles thermiques, vibrations, humidité, vieillissement, sécurité diélectrique, retouches et limites de contamination.
Vous avez besoin d'un gel thermique de post-durcissement pour votre processus d'assemblage ?
Envoyez-nous votre schéma, la plage d'épaisseur, la source de chaleur, le procédé d'application, les conditions de durcissement, vos préférences en matière d'emballage et votre plan de fiabilité. Haktak pourra vous recommander ou personnaliser une solution de gel thermique pour post-durcissement.
FAQ sur le gel thermique de post-durcissement
Qu'est-ce qu'un gel thermique de post-durcissement ?
Il s'agit d'un matériau d'interface thermique non indispensable qui comble d'abord les interstices, puis atteint un état plus stable après une condition de durcissement définie ou un processus post-assemblage.
Quand dois-je utiliser un gel thermique de post-durcissement ?
À utiliser lorsqu'un assemblage nécessite un remplissage d'espace non indispensable ainsi qu'une stabilité accrue après la mise en place, en particulier dans les conceptions sensibles aux cycles thermiques, aux vibrations ou au pompage.
Le gel thermique de post-durcissement est-il identique au produit de remplissage liquide pour interstices ?
Il fait partie de la grande famille des produits TIM destinés au remplissage des interstices et pouvant être utilisés sans autre. Certains produits de remplissage liquides ne durcissent pas, d’autres sont des systèmes à deux composants qui durcissent, et d’autres encore sont conçus pour présenter un comportement de post-durcissement.
Quelles sont les données nécessaires pour choisir le matériau adapté ?
Les données clés comprennent la plage d'écart, la puissance de la source de chaleur, le circuit de refroidissement, le mode d'application, les conditions de durcissement, l'objectif thermique, les exigences électriques et le plan de fiabilité.
Haktak peut-il personnaliser un gel thermique de post-durcissement ?
Oui. Haktak peut proposer des solutions sur mesure en matière de viscosité, de conductivité, de comportement au durcissement, de souplesse, de conditionnement et de distribution, en fonction de l'application.