Matériaux thermiques pour l'électronique de puissance

Maîtriser la chaleur sur l'ensemble de la pile d'alimentation

Établir un chemin thermique stable entre les composants IGBT, MOSFET et SiC et les substrats, embases, dissipateurs thermiques, plaques froides et boîtiers, sans perdre l'isolation électrique ni la fiabilité lors des cycles de puissance.

Sélection guidée par les candidatures Du prototype à la production Formats personnalisés et délivrance
Power electronics components, transformers and capacitors on a circuit board
Un chemin de chaleurLa résistance thermique, la tension, la pression et le cyclage doivent être évalués en tant qu'un seul système.
Source de chaleurComposant IGBT, MOSFET, SiC ou GaN
Chemin thermiqueJonction, boîtier, interface et dissipateur thermique
ÉlectriqueRigidité diélectrique et géométrie d'isolement
FiabilitéCyclage de puissance, pompage et vieillissement

À l'intérieur de l'Assemblée

Cartographier chaque interface du système de conversion d'énergie

L'électronique de puissance a rarement une seule interface. Les boîtiers de composants, les modules, les composants magnétiques, les barres omnibus et les cartes de commande génèrent des flux thermiques, des tensions et des contraintes mécaniques différents.

IGBT and MOSFET power modules used in high-power conversion equipment
Voie thermique principale

Modules IGBT et MOSFET sur dissipateur thermique

Réduire la résistance thermique boîtier-radiateur tout en maintenant l'isolement électrique, une pression de serrage contrôlée et un contact stable lors de cycles de puissance répétés.

Lire le guide des coussinets thermiques IGBT →
Thermal interface material applied to a high-power electronic device
Composants discrets

MOSFET, drivers et points chauds de PCB

Compenser la variation de hauteur des composants et évacuer la chaleur vers un diffuseur ou un boîtier sans surcharger les boîtiers, les joints de soudure ou les cartes de circuits imprimés.

Voir le guide de sélection des MOSFET →
Industrial inverter, motor drive and power control electronics
Refroidissement du système

Onduleurs, convertisseurs et variateurs de vitesse

Coordonner le refroidissement des modules avec les inductances, transformateurs, condensateurs et enceintes étanches dans des conditions de forte charge, de vibration et d'intervention sur site.

Découvrir la pâte thermique pour onduleurs →

Familles de matériaux

Choisissez la fonction d'interface avant la chimie

Commencez par l'entrefer, la planéité, le flux thermique, la tension, la pression et les conditions de service. Comparez ensuite le format de matériau capable de maintenir l'interface requise au fil du temps.

01

Plaquettes thermiques isolantes électriques

Combinez le comblement d'interstices, l'isolation diélectrique et le placement contrôlé entre les dispositifs, les modules et les structures de refroidissement métalliques.

  • Format feuille, rouleau ou prédécoupé
  • Épaisseur et dureté définies
  • Contact contrôlé par compression
Voir les coussinets thermiques en silicone →
02

Graisse thermique à faible résistance

Interfaces humides, minces, plates et fermement serrées où une faible ligne de joint est plus importante que le remplissage d'un grand vide mécanique.

  • Interface mince boîtier-évier
  • Faible résistance de contact
  • Ensemble réparable
Voir la graisse à faible résistance →
03

Matériaux d'interface à changement de phase

Ramollir à la température de fonctionnement pour améliorer le mouillage tout en offrant un placement plus propre que la graisse conventionnelle.

  • Format pré-appliqué contrôlé
  • Potentiel de joint mince
  • Gestion adaptée à la production
Explorer les TIM à changement de phase →
04

Mots de remplissage superflus

Se conformer autour des inductances, transformateurs, condensateurs et assemblages de cartes inégaux avec une faible contrainte mécanique.

  • Lacunes variables et complexes
  • Distribution manuelle ou automatisée
  • Interface polymérisée souple
Voir les bourrelets thermiques →
05

Adhésifs thermoconducteurs

Créer un chemin thermique et une fixation structurelle là où les vis, les clips ou une fixation séparée ne sont pas pratiques.

  • Collage plus transfert thermique
  • Options de traitement 1K ou 2K
  • Module et résistance contrôlés
Découvrir les adhésifs thermiques →
06

Enrobage et encapsulation

Protégez les cartes d'alimentation et les composants contre l'humidité, la contamination, les vibrations et l'exposition électrique.

  • Bilan thermique et diélectrique
  • Remplissage sélectif ou complet
  • Réticulation et contrôle de l'exothermie
Voir les systèmes d'adhésifs électroniques →

Comparaison des formats

Associer le matériau à l'interface de puissance réelle

La meilleure option est celle qui atteint la température requise, la marge de tension et la durée de vie requises à l'épaisseur finale et sous la pression de montage.

Format de matérielInterface au mieux ajustéAvantage principalPoints de veille du design
Pad thermiqueModule de puissance, MOSFET, carte de commande ou jeu irrégulier du boîtierRemplissage d'interstices et isolation diélectriqueÉpaisseur, dureté, compression et qualité des bords de coupe
Pâte thermiqueInterface mince et plate serrée entre le module et le dissipateur thermiqueFaible épaisseur de joint et excellente mouillabilitéVidange, migration, volume d'application et maintenance
TIM à changement de phaseInterface d'appareil ou de module plat nécessitant un positionnement soignéManiement contrôlé et mouillage à la température de serviceTempérature d'activation, pression et stabilité au cyclage
Matériau de remplissage liquideComposants magnétiques, condensateurs, assemblages de circuits imprimés et boîtiers complexesConformité malgré des hauteurs de composants variablesContrôle du dosage, polymérisation, retassures (ou vides) et retouche
Adhésif thermiqueDissipateur thermique, diffuseur, capteur ou composant nécessitant une fixationLiaison mécanique et chemin thermique dans un seul matériauCure, stress, résistance et stratégie de retrait
Résine d'enrobageCarte d'alimentation, cavité du convertisseur et électronique haute tension protégéeProtection environnementale et diélectriqueExothermie, contrainte, masse, vides et polymérisation complète

Flux de sélection

Construire le dossier d'interface d'alimentation en cinq étapes

Un cahier des charges des matériaux utile relie les pertes de jonction et l'empilement mécanique aux exigences mesurables d'interface, d'isolation, de production et de fiabilité.

ÉTAPE 01

Définir le chemin thermique

Identifier les pertes de l'appareil, le profil de commutation, la limite de jonction, la température du boîtier et la structure de refroidissement cible.

ÉTAPE 02

Mesurer l'interface

Enregistrer la surface de contact, la planéité, la rugosité, l'intervalle minimal et maximal, le schéma des fixations et le couple de serrage.

ÉTAPE 03

Définir les limites électriques

Confirmer la tension de service, la cible diélectrique, la ligne de fuite, le dégagement et l'architecture d'isolation.

ÉTAPE 04

Choisissez le processus

Placement des plots, impression de la graisse, dépose, polymérisation, inspection, temps de cycle et retouche.

ÉMANATION 05

Valider la fiabilité

Tester l'impédance thermique, l'isolation et la stabilité des contacts par cyclage thermique, vibrations et vieillissement.

Variables d'ingénierie

Que faut-il spécifier avant l'échantillonnage ?

La sélection des matériaux pour les composants soumis à forte puissance s'améliore lorsque l'échantillon représente le flux thermique réel, la tension, l'état de surface, la pression et le profil de cyclage. Proposez une plage lorsque la conception mécanique n'est pas figée.

Power module assembly used to define thermal interface requirements C'est l'ensemble du trajet de la jonction au fluide de refroidissement, et non la valeur d'une seule fiche technique, qui définit les performances du système.
01

Pertes d'appareils et température

Puissance continue et transitoire, fréquence de commutation, limite de jonction, température du boîtier et objectif de refroidissement.

02

État de l'entrefer et de la surface

Plage de la ligne de collage, planéité, rugosité, parallélisme, surface de contact, courbure de la plaque de base et cumul des tolérances.

03

Pression croissante

Schéma de fixation, couple de serrage, charge de serrage, distribution de pression, limite de contrainte de l'assemblage et dilatation thermique.

04

Isolation électrique

Tension de service, tension transitoire, rigidité diélectrique, épaisseur d'isolation, lignes de fuite et distances dans l'air.

05

Profil de fiabilité

Cyclage de puissance, cyclage thermique, vibrations, humidité, vieillissement à haute température et durée de vie en service sur site.

06

Processus de fabrication

Méthode de dépose ou de distribution, volume d'application, durcissement, temps de cycle, stratégie d'inspection et de réparation.

Avez-vous ces six entrées prêtes ?Envoyer un dossier de matériel plus clair

Prévention des défaillances

Concevoir en tenant compte des risques qui apparaissent après l'assemblage

Les performances thermiques initiales peuvent sembler acceptables alors que l'interface perd encore le contact, la marge d'isolation ou la répétabilité du processus après des cycles.

Mécanique

Pression inégale ou contrainte sur l'emballage

L'emplacement des fixations, le couple de serrage et la dureté des patins peuvent créer des points chauds ou surcharger les boîtiers en céramique et les joints de soudure.

Comprendre les effets de compression →
Électrique

Marge d'isolation insuffisante

Les bords coupés, les micro-trous, la variation d'épaisseur et le vieillissement peuvent réduire l'isolation réelle de l'assemblage en deçà des attentes basées sur les échantillons.

Consulter le Guide d'isolation électrique →
Tolérance

Mauvais contact sur des espaces inégaux

Un matériau à interface mince ne peut pas compenser de grandes différences de hauteur, des cartes gauchies ou des dissipateurs thermiques inclinés.

Comparer les formats Putty et Pad →
Protection

Exotherme d'enrobage et contrainte de réticulation

De grands volumes de coulée peuvent générer de la chaleur et des contraintes de retrait autour des cartes, des composants magnétiques et des composants de puissance.

Planifier le système de rempotage →

Power Platform

Différents systèmes créent différentes priorités d'interface

La topologie, la tension, l'appareil de commutation, la méthode de refroidissement, le cycle de charge et l'enveloppe déterminent le meilleur équilibre entre impédance, isolation et fabricabilité.

Automotive inverter and onboard charger electronics
01 / Mobilité

Onduleurs et chargeurs embarqués pour véhicules électriques

  • Haute tension et flux thermique élevé
  • Vibration et cyclage de puissance
  • Pile compacte refroidie par liquide
Industrial motor drive and inverter electronics
02 / Usine

Variateurs et onduleurs industriels

  • Longue durée de vie
  • Boîtier robuste et vibrations
  • Interfaces réparables
High-efficiency power supplies and telecom conversion equipment
03 / Bloc d'alimentation

Alimentations et convertisseurs DC/DC

  • Hauteurs de composants multiples
  • Magnétisme et refroidissement des semi-conducteurs
  • Systèmes à air pulsé compacts
High-power LED driver and converter board mounted to a housing
04 / Contrôle

Pilotes, chargeurs et modules de commande

  • Transfert thermique de la carte vers le boîtier
  • Protection diélectrique
  • Assemblage de volumes automatisé

Plan de validation

Tester l'empilement final, pas seulement le coupon de matériau

Les données des éprouvettes aident à comparer les candidats. Les tests système confirment si l'interface maintient la température, l'isolation et le contact dans des conditions réelles de pression et de cyclage.

Examiner les normes communes des tests TIM →

Impédance thermique

Mesurer les performances boîtier-radiateur ou composant-fluide caloporteur à l'épaisseur, la pression et la température réelles.

Distribution des pressions

Confirmer le couple, la charge de serrage, la planéité et le contact d'interface sans surcontrainte du boîtier ou du circuit imprimé.

Sécurité électrique

Valider la rigidité diélectrique, la résistance d'isolement et l'intégrité des bords découpés après assemblage et vieillissement.

Mise hors et sous tension

Suivre l'évolution de la résistance thermique lors du chauffage du dispositif, de sa dilatation et de ses cycles de fonctionnement répétés.

Vieillissement environnemental

Évaluer le stockage à haute température, l'humidité, les vibrations et l'exposition chimique spécifique à l'application.

Capacité de production

Vérifier le positionnement des tampons, le volume de graisse, la précision de distribution, la fenêtre de polymérisation, l'inspection et la retouche.

Du prototype à la production

La performance des matériaux doit survivre au processus de fabrication

Haktak peut prendre en charge la formulation et le format de livraison. Partagez dès le début les plans de montage, les contraintes d'équipement, le volume annuel, la taille de l'emballage, la méthode de placement et les objectifs de fiabilité.

Formulation sur mesure

Ajustez la conductivité, la viscosité, la dureté, le comportement diélectrique, la réticulation et la stabilité thermique.

Découpe à l'emporte-pièce

Tampons et films avec trous, languettes, films de protection et géométrie prêts à poser.

Aide à la délivrance

Harmoniser le conditionnement de la graissem du mastic ou de la colle avec le cordon, la taille de la dose, l'équipement et le temps de cycle.

Échantillons de prototypes

Comparez les formats et les plages de propriétés avant l'outillage final, la validation et le lancement de la production.

Ressources d'ingénierie

Élaborer une spécification de matériau plus robuste pour l'électronique de puissance

Utilisez ces guides pour comparer les formats de matériaux, définir la géométrie de l'interface et préparer un plan de validation pratique.

Isolation

Feuilles céramiques vs pads thermiques

Comparez la rigidité, l'isolation, la conformabilité et les compromis de fabrication pour les systèmes IGBT et MOSFET.

Comparer les formats d'isolation →
Haute puissance

Pâte thermique pour amplificateurs haute puissance

Examiner le mouillage et la stabilité des interfaces minces dans les assemblages de puissance bridés exigeants.

Lire le Guide Haute-Puissance →
Mesure

Résistance thermique vs. Impédance thermique

Comprendre comment le matériau, le contact et les conditions d'essai affectent les performances d'interface rapportées.

Examiner les mesures thermiques
Géométrie

Impact de l'épaisseur du joint de colle sur les performances

Découvrez pourquoi l'épaisseur finale doit faire partie de toute comparaison de matériaux entre caissons et éviers.

Examiner les effets de liaisons chimiques →
Annuaire des produits

Parcourir les produits de matériaux Haktak

Examiner les familles de produits thermiques et adhésifs disponibles ainsi que leurs nuances individuelles.

Parcourir tous les produits →

Foire aux questions

FAQ sur les matériaux thermiques pour l'électronique de puissance

La sélection finale doit être validée dans le module réel, le dissipateur thermique, la tension et l'empilement de montage.

Quel matériau thermique est le meilleur pour un module IGBT ?

La graisse thermique, le matériau à changement de phase et les coussinets thermiques électriquement isolants sont des options courantes. Le choix correct dépend de la planéité, de l'épaisseur du joint de colle, de la pression de montage, de l'isolation de la tension, du risque d'expulsion et de la manipulation en production.

Dois-je utiliser de la graisse thermique ou un pad thermique pour un module de puissance ?

Utilisez de la graisse pour une interface mince, plate et fermement serrée où la faible résistance de contact est la priorité. Utilisez un pad lorsque l'assemblage nécessite un remplissage d'interstices, une épaisseur définie, un positionnement propre ou une isolation diélectrique supplémentaire.

Une conductivité thermique plus élevée est-elle toujours préférable pour l'électronique de puissance ?

Non. L'impédance finale dépend également de l'épaisseur, de la pression, du mouillage et de la résistance de contact. Un matériau hautement conducteur peut donner de piètres résultats s'il est trop épais, trop ferme ou instable au fil des cycles.

Comment évalue-t-on l'isolation électrique à l'interface thermique ?

Vérifier la tension de service et la tension transitoire, la rigidité diélectrique, l'épaisseur, la ligne de fuite, le dégagement et la géométrie des bords coupés. La validation doit inclure la pièce assemblée après compression, cyclage et vieillissement environnemental.

Comment réduire le cheminement (ou l'éjection) de la pâte thermique ?

Utilisez un volume d'application contrôlé, un serrage stable, une viscosité compatible et une formulation validée sur la plage de cyclage thermique attendue. La planéité de la surface et la différence de dilatation thermique affectent également la migration.

De quelles informations Haktak a-t-il besoin pour une recommandation ?

Partagez le type de dispositif, les pertes, la zone de contact, l'entrefer, l'état de surface, la pression de montage, la tension, la température cible, le profil de cyclage, la méthode de fabrication et le volume attendu.

Commencez par la pile complète de puissance

Envoyez la charge thermique, la tension, l'entrefer et le processus de montage

Haktak peut aider à comparer les pads thermiques, la graisse thermique, les matériaux à changement de phase, les produits de comblement d'interstice, les adhésifs et les systèmes d'enrobage pour l'ensemble complet de l'électronique de puissance.

Demander une recommandation de matériel
Retour en haut