Adhésifs thermoconducteurs pour l'électronique et les dispositifs de puissance
Haktak fournit des adhésifs thermoconducteurs qui permettent d'assembler des pièces tout en dissipant la chaleur des LED, des modules d'alimentation, des composants de batteries de véhicules électriques, des unités de commande, des capteurs et des équipements électroniques industriels.
Parcours de sélection
Un adhésif thermique donne de bons résultats lorsque les exigences thermiques, mécaniques et de processus sont prises en compte dès la conception.
- Définir le trajet thermique Source de chaleur, surface de refroidissement, zone de liaison et température du composant cible.
- Contrôler la ligne de collage Écart, planéité, volume de distribution, taille de la charge et pression d'assemblage.
- Équilibre entre effort et résistance Adhérence, module d'élasticité, incompatibilité des coefficients de dilatation thermique, vibrations et cycles thermiques.
- Vérifier la fiabilité Impédance thermique, sécurité diélectrique, vieillissement, humidité et répétabilité de la production.
Que sont les adhésifs thermoconducteurs ?
Les adhésifs thermoconducteurs sont des matériaux de collage chargés de particules thermoconductrices. Ils permettent de transférer la chaleur des composants vers des dissipateurs thermiques, des boîtiers, des substrats métalliques ou des plaques de refroidissement, tout en assurant une fixation mécanique. Selon leur formulation, ils peuvent également offrir une isolation électrique, une résistance aux vibrations, une étanchéité ou un soutien structurel.
Quand utiliser un adhésif thermoconducteur ?
Un adhésif thermoconducteur est utile lorsqu'une pièce doit être collée de manière permanente ou semi-permanente tout en permettant le transfert de chaleur à travers la zone de collage.
Modules LED et éclairage
Assure l'assemblage des LED, des substrats, des boîtiers ou des dissipateurs thermiques tout en favorisant la dissipation de la chaleur provenant des sources lumineuses à haut rendement.
Électronique de puissance
Fixez des composants, des modules, des dissipateurs thermiques ou des socles métalliques lorsque le transfert thermique et la fiabilité électrique sont essentiels.
Systèmes de batteries pour véhicules électriques
Assurer la liaison thermique, l'isolation et la stabilité mécanique dans les modules liés aux batteries, les zones BMS et les systèmes de recharge.
Capteurs et unités de commande
Pour assembler des composants générateurs de chaleur ou de petits modules lorsque l'utilisation de vis, d'agrafes ou de cales s'avère difficile.
Équipements de télécommunications et de transmission de données
Améliorer le transfert thermique dans les assemblages compacts et à haute densité qui nécessitent des performances thermiques stables à long terme.
Électronique industrielle
Allier adhérence, gestion thermique et résistance aux conditions environnementales pour les systèmes de commande, les pilotes, les alimentations électriques et les modules.
Compositions chimiques courantes des adhésifs thermiques
Les différentes compositions chimiques offrent des compromis variés entre résistance, souplesse, vitesse de durcissement, résistance à la température et maîtrise des contraintes.
- Adhésif époxy thermoconducteur : une excellente adhérence, un support rigide, une bonne durabilité et des options d'isolation.
- Adhésif silicone thermoconducteur : collage flexible, élimination des contraintes, résistance aux cycles thermiques et étanchéité.
- Adhésif acrylate thermoconducteur : des options de durcissement plus rapides pour l'assemblage à haut débit, lorsque la géométrie le permet.
- Systèmes hybrides sur mesure : viscosité ajustée, dureté, méthode de durcissement, performances thermiques et adhérence au support.
Comment choisir un adhésif thermoconducteur
Ne vous fiez pas uniquement à la valeur W/mK. Les performances réelles de refroidissement dépendent de l'épaisseur du cordon de colle, de la qualité du contact, de l'adhérence, du durcissement, de la pression, de la surface d'interface et de la fiabilité à long terme.
| Facteur de sélection | Ce qu'il faut définir | Pourquoi est-ce important ? |
|---|---|---|
| Cible thermique | Conductivité thermique, impédance thermique, puissance de la source de chaleur, température cible | Détermine si l'adhésif est capable de dissiper suffisamment de chaleur lors de l'assemblage final. |
| Épaisseur de la ligne de liaison | Écart, planéité, volume de distribution, taille de la charge, pression d'assemblage | Une ligne de collage plus fine mais bien remplie peut offrir de meilleures performances qu'un adhésif présentant une valeur W/mK plus élevée mais un mauvais contact. |
| Adhérence au substrat | Aluminium, cuivre, céramique, circuits imprimés, plastique, verre, métaux revêtus ou surfaces composites | L'adhérence dépend de l'énergie de surface, de la rugosité, de la propreté et du prétraitement. |
| Contrainte mécanique | Dureté, module d'élasticité, incompatibilité des coefficients de dilatation thermique, vibrations, cycles thermiques, fragilité des composants | Prévient les fissures, le décollement, la déformation des circuits imprimés et les contraintes au niveau des joints de soudure. |
| Caractéristiques électriques | Rigidité diélectrique, résistivité volumique, distance d'isolation, niveau de tension | Essentiel pour les LED, les systèmes de batteries, l'électronique de puissance et les dispositifs haute tension. |
| Processus de durcissement | Durcissement à température ambiante, durcissement thermique, durcissement aux UV, durcissement à deux composants, temps de prise | L'adhésif doit être adapté à la vitesse de production, aux équipements, à la géométrie des pièces et aux zones d'ombre. |
| Fiabilité | Cycles thermiques, vieillissement sous humidité, vibrations, exposition à des produits chimiques, dégazage | Confirme la stabilité de l'adhérence et des performances thermiques après une sollicitation similaire à celle rencontrée en conditions réelles. |
Adhésif thermoconducteur vs autres matériaux thermoconducteurs (TIM)
L'adhésif thermique n'est qu'un type parmi d'autres de solution d'interface thermique. C'est là qu'il offre les meilleures performances, notamment lorsque l'adhérence et le transfert thermique sont tous deux requis.
| Matériau | Meilleur pour | Avantages | Contrôles à effectuer |
|---|---|---|---|
| Adhésif thermoconducteur | Collage et transfert thermique | Fixation mécanique, moins de pièces, interface stable | Retouches, contraintes, processus de durcissement, contrôle de la ligne de collage |
| Coussin thermique | Écarts contrôlés et ensemble démontable | Propre, mise en place facile, isolation électrique | Compression, pression de contact, tolérance d'épaisseur |
| Graisse thermique | Ligne de collage fine avec serrage mécanique | Faible résistance d'interface, bon mouillage | Pompage, assèchement, pas d'adhérence structurelle |
| Gel thermique | Écarts irréguliers et distribution automatisée | Faible contrainte, bon pouvoir de remplissage, facile à doser | Absence de fixation structurelle solide dans de nombreux modèles |
| Enrobage thermoconducteur | Encapsulation et protection | Dissipation thermique, isolation, protection de l'environnement | Réparabilité, réaction exothermique, retrait, contrainte sur les composants |
Matrice des applications et de la conception
| Application | Sens de collage habituel | Exigences clés | Axe de validation |
|---|---|---|---|
| Substrat LED vers dissipateur thermique | Adhésif époxy ou silicone thermoconducteur | Transfert thermique, sécurité diélectrique, vieillissement thermique, ligne de liaison stable | Température des LED, adhérence après vieillissement thermique, stabilité du module optique |
| Composant électrique dans un boîtier métallique | Adhésif thermique à haute résistance ou adhésif thermique souple | Adhérence, impédance thermique, isolation électrique, résistance aux vibrations | Cycles thermiques, vibrations, claquage diélectrique, résistance à la traction et au cisaillement |
| Électronique des batteries de véhicules électriques | Adhésif thermique isolant ou matériau de liaison thermique souple | Rigidité diélectrique, faible contrainte, résistance à l'humidité, répétabilité du processus | Sécurité haute tension, cycles thermiques, vieillissement à l'humidité |
| Collage de capteurs ou de modules | Adhésif thermique à faible tension à base de silicone ou d'acrylate | Distribution contrôlée, faible contrainte, zone de collage compacte, fiabilité | Stabilité de la sortie, vibrations, dérive thermique, adhérence |
| Unités de commande industrielles | Adhésif thermique à base d'époxy, de silicone ou de polyuréthane | Transfert thermique, support d'étanchéité, résistance aux produits chimiques et à l'humidité | Vieillissement en service, vibrations, chocs thermiques, rendement de production |
Considérations relatives au traitement et à la fiabilité
Distribution et viscosité
La viscosité influe sur la forme du cordon, le mouillage, la sédimentation de la charge, la pression de distribution et la ligne de collage finale. Les matériaux thixotropes permettent d'éviter l'affaissement, tandis que les matériaux à faible viscosité peuvent remplir plus facilement les interfaces étroites.
Préparation de la surface
Les adhésifs thermiques nécessitent des surfaces propres. La présence d'huile, d'oxyde, d'agents de démoulage, de poussière ou de résidus de flux peut réduire l'adhérence et la stabilité thermique. Certains plastiques ou certaines surfaces revêtues peuvent nécessiter un traitement au plasma, par effet corona ou à l'aide d'un apprêt.
Profil de durcissement
Le durcissement influe sur l'adhérence, le module d'élasticité, le retrait et les performances thermiques. Vérifiez la durée de fixation, le durcissement complet, l'exposition à la chaleur, le rapport de mélange des deux composants et le durcissement des zones d'ombre, le cas échéant.
Stabilité à long terme
Les cycles thermiques, l'humidité, les vibrations et le vieillissement à haute température peuvent modifier l'adhérence et l'impédance thermique. Les essais de fiabilité doivent refléter les conditions réelles d'utilisation.
Développement d'adhésifs thermiques sur mesure
Si les adhésifs thermiques standard ne conviennent pas à votre assemblage, Haktak peut vous accompagner dans le développement de matériaux sur mesure en tenant compte de critères tels que la conductivité, l'adhérence, la viscosité, le mode de durcissement, la dureté et l'isolation électrique.
Définir l'interface
Indiquez la source de chaleur, le substrat, l'écart, la surface de liaison, la surface de refroidissement, la tension de fonctionnement et les conditions environnementales.
Propriétés de la correspondance
Harmoniser la conductivité thermique, la résistance d'adhérence, le module d'élasticité, la viscosité, les propriétés diélectriques et le procédé de durcissement.
Prototype et essai
Vérifier l'impédance thermique, l'adhérence, le durcissement, l'isolation, le vieillissement et la fiabilité mécanique.
Préparer la production
Optimiser le conditionnement, le stockage, la distribution, la fenêtre de processus et le contrôle qualité pour la production en série.
Vous avez besoin d'aide pour choisir un adhésif thermoconducteur ?
Veuillez nous communiquer les caractéristiques de vos substrats, la source de chaleur, la surface de collage, l'écart, la cible thermique, le processus de durcissement, les exigences en matière de tension ainsi que votre plan de tests de fiabilité. Haktak pourra vous recommander un adhésif thermique adapté ou mettre au point une formulation sur mesure.
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Qu'est-ce qu'un adhésif thermoconducteur ?
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Comparez les adhésifs thermiques aux matériaux d'enrobage et d'encapsulation.
Lire le guideFAQ sur les adhésifs thermoconducteurs
Qu'est-ce qu'un adhésif thermoconducteur ?
Un adhésif thermoconducteur est un matériau de collage qui contient des charges thermiques permettant de transférer la chaleur tout en assemblant des pièces entre elles. Il peut permettre de réduire le recours à des fixations mécaniques distinctes dans certaines conceptions.
L'adhésif thermoconducteur est-il conducteur d'électricité ?
Pas toujours. De nombreux adhésifs thermoconducteurs sont électriquement isolants. Les ingénieurs doivent vérifier la rigidité diélectrique, la résistivité volumique et les exigences en matière de tension avant de faire leur choix.
Une conductivité thermique plus élevée est-elle toujours préférable ?
Non. L'épaisseur de la couche de liaison, le mouillage, la qualité du contact, le durcissement, la pression et l'impédance thermique peuvent s'avérer plus importants que la conductivité thermique (W/mK) seule dans un assemblage réel.
Dans quels cas dois-je utiliser un adhésif thermique plutôt qu'un tampon thermique ?
Utilisez un adhésif thermique lorsque le collage et le transfert thermique sont tous deux nécessaires. Utilisez un coussin thermique lorsque l'assemblage nécessite des pièces amovibles, un remplissage contrôlé des espaces ou un contact par compression sans collage permanent.
Un adhésif thermoconducteur peut-il remplacer les vis ?
Dans certaines conceptions, oui. L'adhésif thermique peut assurer à la fois la fixation mécanique et le transfert thermique, mais la conception doit répondre aux exigences en matière de résistance de l'adhérence, de vieillissement, de vibrations et de réparation.
Haktak propose-t-il des formulations d'adhésifs thermiques sur mesure ?
Oui. Haktak peut personnaliser les propriétés des adhésifs thermiques, telles que la conductivité, la viscosité, la dureté, l'adhérence, le mode de durcissement, les performances diélectriques et la résistance à la température.