La gestion thermique est primordiale dans les appareils électroniques modernes parce qu'au fur et à mesure qu'ils évoluent, leurs performances et leurs fonctionnalités augmentent, générant de plus en plus de chaleur. Voici l'importance de la gestion thermique dans les appareils électroniques modernes et pourquoi le choix des matériaux d'interface thermique est essentiel. Ici, Trumonytechs vous apporte une réponse complète.
Table des matières
Importance des matériaux d'interface thermoconducteurs
Matériaux d'interface thermoconducteurs Dans les composants électroniques, dans une large gamme d'applications thermiques, il permet de combler l'écart entre les composants électroniques et les dissipateurs de chaleur, de sorte que la chaleur générée par le dispositif peut être plus rapidement transférée des matériaux de l'interface thermique vers le dissipateur de chaleur, afin d'obtenir des températures de fonctionnement plus basses et de prolonger l'utilisation de l'objectif à long terme. Il est généralement utilisé pour l'interface solide de l'emballage primaire entre la puce, le microprocesseur, le dissipateur thermique, le dissipateur thermique homogène et le dissipateur thermique.
Avec l'enrichissement progressif des fonctions des appareils électroniques, l'amélioration des performances, l'intégration des puces et l'augmentation de la densité de puissance, la consommation d'énergie et la production de chaleur des appareils électroniques ont fortement augmenté. La manière de résoudre le problème de la dissipation efficace de la chaleur des appareils électroniques est devenue un facteur essentiel de leur conception. Par conséquent, l'importance des matériaux d'interface thermoconducteurs a également attiré l'attention des concepteurs et des fabricants, et le matériau fournit une excellente solution au problème de gestion thermique de l'équipement.
Guide des matériaux d'interface thermique
Différents types de matériaux d'interface thermique
Les matériaux d'interface thermoconducteurs peuvent être divisés en pâte thermoconductrice et en gel thermoconducteur, matériaux à changement de phaseles flocons de graphite, les matériaux de remplissage des espaces thermoconducteurs en flocons, les matériaux de remplissage des espaces thermoconducteurs liquides, etc. Les paragraphes suivants présentent brièvement la pâte thermique ordinaire et le gel thermique à titre d'exemple.
Le pâte thermoconductrice est un matériau de dissipation de la chaleur doté d'une bonne conductivité thermique. Le matériau de base est composé d'huile de silicone et de polymère non siliconé, et la charge thermoconductrice est généralement à base d'AIN et de ZnO, et il s'agit d'un liquide visqueux avec des caractéristiques de solide visqueux. Principalement utilisé sur la surface des radiateurs et des sources de chaleur, l'utilisation des conditions pour la pression 100-400Pa, la valeur de la résistance de l'interface thermique est d'environ 0,2-1,0K-cm² / W, la conductivité thermique de la conductivité thermique d'environ 3-8W / (m-K). Les avantages de ces produits sont qu'ils ont une conductivité thermique élevée, qu'ils n'ont pas besoin d'être durcis et qu'ils n'ont pas de problèmes d'écaillage, mais les inconvénients sont qu'ils sont fluides et qu'ils sont sujets à des problèmes de déversement et de séparation.
Gel thermoconducteur est généralement composé de poudre d'aluminium, d'alumine et de poudre d'argent, ainsi que d'autres charges thermoconductrices dans de l'huile de silicone et de la cire de paraffine en raison d'une liaison croisée, de sorte qu'il présente des caractéristiques de cohésion solide interne, et son processus de production est achevé dans un état de vide. Il s'agit d'un matériau silicone isolant à haute conductivité thermique, dont la température est comprise entre -40°C et +200°C pour une utilisation à long terme, et qui peut maintenir l'état de la graisse. L'avantage est qu'il n'y a pas de problèmes de débordement et d'écoulement, mais l'inconvénient est qu'il peut y avoir des problèmes de décollement et la nécessité d'un traitement de durcissement.
Facteurs clés de la sélection des matériaux d'interface thermoconducteurs
La sélection des matériaux d'interface thermoconducteurs doit se faire en fonction du scénario d'application, par exemple dans les environnements à haute température, le matériau doit pouvoir résister à des températures élevées pour garantir que les matériaux d'interface thermoconducteurs à haute température garantissent la stabilité et la performance de l'interface thermique. Dans les dispositifs microélectroniques, les matériaux doivent être plus flexibles pour s'adapter à la configuration des équipements électroniques.
La seconde consiste à choisir le matériau d'interface thermique approprié en fonction des paramètres du produit. Les exigences en matière de conductivité thermique, la pression de la surface de contact, la température de fonctionnement et d'autres paramètres affecteront le choix des matériaux, par exemple dans des scénarios spécifiques qui nécessitent des matériaux à conductivité thermique élevée pour améliorer l'efficacité thermique. Toutefois, dans certains cas, il est nécessaire d'accorder plus d'attention aux propriétés d'isolation électrique et thermique du matériau. Par ailleurs, la durabilité, la stabilité, le coût et la compatibilité du matériau avec d'autres matériaux sont autant de facteurs qui influencent le choix, en particulier dans la production de masse.
Ce n'est que sur la base d'une compréhension approfondie de ces facteurs que nous pouvons nous assurer que le matériau d'interface thermique est le mieux adapté au produit, améliorant ainsi l'efficacité thermique et la stabilité de l'appareil.
Exemples de domaines d'application
Voici quelques-uns des domaines d'application des matériaux d'interface thermoconducteurs.
Appareils électroniques : les téléphones mobiles, les ordinateurs portables, les tablettes PC et d'autres appareils. Les matériaux d'interface thermique sont principalement utilisés pour la dissipation de la chaleur du COU et d'autres sources de chaleur.
Eclairage LED : utilisée pour la chaleur générée par la puce LED est efficacement conduite vers le profil de dissipation thermique.
Électronique automobile : Les modules de commande du moteur et les systèmes de gestion de la batterie nécessitent une gestion thermique, et les matériaux d'interface thermoconducteurs peuvent transférer la chaleur générée par les composants vers le profil thermique.
Panneaux solaires : La chaleur générée par les cellules photovoltaïques est transférée au système de refroidissement pour éviter que la surchauffe n'affecte l'efficacité thermique.
Matériel médical : Utilisé pour la gestion thermique interne des équipements d'imagerie médicale, des instruments chirurgicaux et d'autres équipements afin d'en assurer la stabilité et la fiabilité.
Électronique de puissance : convertisseurs et onduleurs, etc.
Aérospatiale : Utilisé dans les systèmes de protection thermique, les composants de moteurs, etc., pour assurer la gestion thermique et le fonctionnement régulier des éléments dans des environnements à haute température.
Comment choisir le matériau d'interface thermoconducteur approprié ?
Une étape critique de la conception du produit consiste à sélectionner le matériau approprié, ce qui influe sur les performances du produit, sa durabilité et la satisfaction de l'utilisateur final.
Lors de la sélection d'un matériau, la première étape consiste à déterminer les exigences de l'application. Vous devez comprendre l'environnement auquel le produit sera soumis, les charges mécaniques, la plage de température, les produits chimiques et d'autres conditions, ce qui vous aidera à déterminer les propriétés matérielles requises pour le produit.
L'étape suivante consiste à évaluer les propriétés des matériaux, telles que la résistance, la rigidité, la conductivité électrique, l'isolation et la conductivité thermique, afin de trouver la meilleure solution pour le produit.
Cette étape est suivie d'une analyse des coûts afin de tenir compte de l'impact des coûts des matériaux sur le budget du projet, l'entretien à long terme, le remplacement et la perte de performance étant des facteurs importants.
Le respect de l'environnement est également un facteur essentiel, et le choix de matériaux respectueux de l'environnement peut contribuer à la compétitivité sur le marché.
Les essais pratiques et la vérification sont également essentiels. Des échantillons ou des prototypes sont placés dans des scénarios d'application simulés afin d'évaluer les performances du matériau.
Enfin, avant de choisir un matériau d'interface thermoconducteur, on peut demander conseil à un expert en science des matériaux ou à un ingénieur, et procéder à une évaluation des risques liés au matériau, y compris des problèmes et défis éventuels, afin d'éviter que des problèmes potentiels n'affectent le calendrier du projet.
Tendances futures des matériaux d'interface thermique
Les matériaux d'interface thermoconducteurs sont utilisés pour conduire et gérer la chaleur. Ils sont couramment utilisés dans des domaines tels que les appareils électroniques, les systèmes d'éclairage et le stockage de l'énergie, et à mesure que l'industrie continue d'évoluer, les matériaux évoluent eux aussi :
Tout d'abord, une conductivité thermique plus élevée. À l'avenir, les matériaux d'interface thermique auront une conductivité thermique plus élevée pour assurer un transfert de chaleur adéquat, suivie d'une polyvalence et d'une personnalisation pour une meilleure adéquation des performances. Avec l'application des nanotechnologies, les performances des matériaux d'interface thermique peuvent également être améliorées. La protection de l'environnement et la durabilité deviennent également de plus en plus importantes, de sorte que les développements suivants se concentreront davantage sur l'utilisation de matériaux recyclés : impact réduit sur l'environnement et recyclage facile. Enfin, compte tenu des préoccupations croissantes en matière de santé et de sécurité humaines, la recherche sur les matériaux d'interface thermique s'orientera vers des matériaux à faible volatilité, non toxiques et peu émissifs. Ces tendances sont influencées par les développements scientifiques et technologiques, les exigences des applications et les réglementations environnementales, ce qui conduit à une innovation et à une optimisation continues des matériaux d'interface thermique.
