Matériaux d'interface thermique (TIM) Contribuent à la circulation de la chaleur entre les composants. Jusqu'à 90% de l'espace entre les zones de contact sont comblés par le matériau d'interface thermique (TIM). Ceci est essentiel. Il est donc important de connaître la différence entre les tampons d'espace thermique et la pâte thermoconductrice.
L'une des principales fonctions du TIM est d'évacuer la chaleur des composants, les protégeant ainsi des dommages causés par la chaleur. Grâce à l'utilisation du TIM, la chaleur est mieux répartie, ce qui permet aux appareils de rester frais et de fonctionner correctement.
Pour que le TIM fonctionne correctement, il doit posséder deux qualités importantes. L'impédance thermique indique sa capacité à déplacer la chaleur. La conductivité thermique indique sa capacité à conduire la chaleur elle-même. Ces qualités influencent la vitesse et la qualité du déplacement de la chaleur.
En améliorant ces qualités, le TIM contribue au refroidissement des appareils électroniques. Cela garantit leur stabilité, leur durée de vie et leur bon fonctionnement. C'est essentiel pour garantir le bon fonctionnement des appareils.
pâte thermique vs tampon thermique : principales différences
Il est important de connaître les différences entre les pads thermiques et les pâtes thermiques pour une bonne gestion thermique des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie. Le bon choix dépend de plusieurs facteurs, tels que leur composition, leurs caractéristiques physiques et leurs performances.
Composition et propriétés physiques
Les pads thermiques sont fabriqués à partir d'un matériau à base de silicone facile à appliquer. Disponibles en différentes épaisseurs, ils sont réputés pour leur simplicité et leur fiabilité. Les pâtes thermiques, quant à elles, s'appliquent sous forme de pâte, puis sèchent pour former une interface solide. Le type de pâte thermique peut affecter sa conductivité thermique.
Conductivité thermique et mesures de performance
La conductivité thermique d'un matériau d'interface thermique est essentielle, car elle témoigne de sa capacité à dissiper la chaleur. Les pads thermiques ont généralement une conductivité comprise entre 1 et 6,5 W/mK. En revanche, les pâtes thermiques haut de gamme peuvent atteindre 8,5 W/mK, ce qui est idéal pour l'électronique de puissance des véhicules électriques.
Il est également essentiel de garder à l'esprit que les TIM plus fins offrent un meilleur refroidissement, car ils diffusent la chaleur plus efficacement.
Nos études montrent que les pads thermiques offrent des performances stables, mais que les pâtes thermiques peuvent être plus performantes lorsqu'elles sont appliquées en fine couche. L'impédance thermique est une meilleure mesure que la conductivité pour choisir entre pads et pâtes pour les besoins des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie.
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Coussins de séparation thermique
Coussin conducteur thermique est un matériau solide, thermoconducteur, offrant une épaisseur constante. Il est souvent prédécoupé pour assurer une épaisseur constante. différentes applications. Cela garantit une répartition uniforme de la pression entre les composants. Bien qu'il ne puisse pas combler tous les petits espaces comme la pâte thermique, il est plus facile à installer. En outre, ce matériau est extrêmement résistant aux températures élevées et à la rétention d'humidité. Il est souvent utilisé dans des applications où la facilité d'utilisation et l'isolation électrique sont essentielles.
Pour plus d'informations, rendez-vous sur Qu'est-ce qu'un coussin thermique ?
Avantages des coussinets
Facilité d'application : Les pastilles thermoconductrices sont plus faciles à appliquer que les pâtes à souder qui nécessitent un équipement d'application spécialisé. Il suffit de les placer sur l'application en exerçant une pression relative.
Facilité de fabrication : Les coussinets thermoconducteurs sont utilisés dans les éléments chauffants pour éviter le collage des coussinets, ce qui facilite le travail du fabricant. En revanche, les coussinets thermoconducteurs sont moins susceptibles de sortir de leur position initiale que les pâtes thermoconductrices.
Capacité de dissipation thermique normalisée : Par rapport à la pâte thermique liquide, les tampons thermiques ont une capacité de dissipation de la chaleur plus standardisée sur la surface du tampon, ce qui facilite la normalisation. Les coussinets thermiques réagissent à la température du composant chauffant en se ramollissant après l'application, comblant ainsi l'espace d'interface sur la surface d'application.
Capacités de comblement des lacunes:Les pads sont parfaits pour combler les petits espaces. Ils améliorent le contact et optimisent les performances du système.
Propriétés d'amortissement des vibrations : Les plaquettes amortissent également les vibrations, un atout majeur pour les véhicules électriques. Cela contribue à prolonger la durée de vie des pièces sensibles.
Inconvénients des serviettes hygiéniques
Problèmes d'adhérence : Lorsqu'une pastille thermoconductrice adhère à un dissipateur thermique, elle est généralement moulée à l'une des surfaces génératrices de chaleur avec lesquelles elle est en contact. Cela signifie que si le dissipateur thermique ou d'autres composants proches se déplacent, la pastille doit être remplacée.
Usage unique : Les coussins thermiques ne peuvent pas être utilisés plusieurs fois et, une fois retirés, chaque composant doit être manipulé avec beaucoup de soin, en particulier si le coussin adhère à d'autres composants de l'application. Cela peut augmenter le coût et la complexité du processus de fabrication.
Conductivité thermique inférieure: Elle est moins thermoconductrice que la pâte thermique.
pâte conductrice thermique
Pâte thermoconductrice, également connue sous le nom de graisse thermoconductrice ou composé thermique, est un matériau d'interface thermique courant. Il s'agit d'un matériau adhésif qui comble efficacement les petits défauts à l'interface. Par exemple, il peut être utilisé pour combler les espaces d'air entre les éléments chauffants et les dissipateurs de chaleur afin d'améliorer le transfert de chaleur interfacial. Il présente une meilleure conductivité thermique que les autres matériaux d'interface. Il est également moins cher que les coussinets thermiques. Il a également différents types à choisir en fonction des besoins.
Avantages
Plusieurs méthodes d'application : Par rapport aux coussinets thermiques, pâte thermique offre une solution similaire, mais en tant que liquide, elle peut être utilisée de différentes manières. Grâce à des distributeurs (seringues, tubes, etc.), la pâte peut être appliquée directement sur l'unité centrale de traitement (UC) ou le dissipateur thermique, en remplissant même les plus petits espaces d'air interfacial pour assurer un transfert et une conservation efficaces de la chaleur.
Stabilité : Les pâtes thermoconductrices ne s'écoulent pas et restent stables en cas de fortes vibrations. Elles sont capables de conserver leur stabilité dans le temps.
EFFICACITÉ : La capacité de transfert de chaleur étant inversement proportionnelle à la quantité de matériau d'interface thermique utilisé, très peu de pâte thermoconductrice est nécessaire, par exemple THERM-A-GAP GEL30 ou GEL8010. Cela permet d'obtenir une faible impédance thermique à la fois au niveau des interstices minces et des interstices épais, en utilisant des dissipateurs thermiques communs.
Faible dégagement gazeux : Lorsque des produits sont appliqués à proximité de caméras ou d'optiques, il est essentiel de sélectionner une pâte thermique qui réponde aux normes de dégazage de la NASA. Un faible dégazage garantit que le silicone dégazé ne se condense pas sur les caméras ou autres dispositifs optiques.
Conformité aux surfaces irrégulières : La pâte s'adapte mieux aux formes irrégulières que les plaquettes. C'est très utile pour les véhicules électriques et les véhicules utilitaires sport (ESS), où les pièces peuvent être difficiles à installer.
Rentabilité à grande échelle : La pâte thermique est moins chère que les tampons pour les grandes séries. Elle permet de réaliser des économies car elle est moins utilisée et les machines peuvent l'appliquer plus rapidement.
Inconvénients
Exigences techniques de la candidature : Quand en utilisant une pâte thermoconductriceIl est important de veiller à couvrir toute la surface nécessaire et à utiliser une quantité adéquate. Bien qu'une quantité réduite soit généralement préférable, une quantité insuffisante ne comblera pas suffisamment les éventuels vides d'air.
L'état liquide peut être source de désordre : La nature liquide des pâtes thermoconductrices peut entraîner des dégâts et du gaspillage lors de l'application. Il est donc essentiel de faire preuve d'attention et de précision pour s'assurer que la bonne quantité de pâte thermique est appliquée avec exactitude afin d'éviter tout gaspillage.
Difficile à entretenir : La pâte thermique s'assèche avec le temps en raison de ses faibles propriétés d'hydratation. Elle doit donc être appliquée régulièrement pour maintenir les performances thermiques du composant.
Comparaison des performances : tests en conditions réelles
Les tests en conditions réelles sont essentiels pour comprendre le fonctionnement des matériaux thermiques dans les véhicules électriques et les systèmes de stockage d'énergie. Ils montrent comment ils gèrent différentes conditions.
Gestion de la température sous charge : La pâte thermique est plus performante en conditions de forte charge grâce à son excellent transfert de chaleur. En revanche, les pads sont plus faciles à manipuler et offrent des performances constantes.
Fiabilité à long terme dans les environnements EV/ESS : Une bonne gestion thermique peut prolonger la durée de vie des composants des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie. Elle maintient une température stable, ce qui améliore la durée de vie des composants.
Impact sur la durée de vie des composants : Le choix entre pâte et pastilles influence la durée de vie des composants EV/ESS. Il permet d'éviter d'endommager des composants importants comme les IGBT et les MOSFET.
Quelle est la meilleure solution : coussin thermique ou pâte thermique
Puis-je utiliser de la pâte thermique à la place des tampons thermiques ?
La pâte ou le gel thermique peut être une alternative raisonnable aux coussinets thermiques. Par rapport aux plaquettes thermiques, la pâte thermique offre des possibilités d'automatisation, une impédance plus faible (dans le cas de certains matériaux) et la possibilité d'être plus cohérente sur des surfaces irrégulières. L'utilisation de la pâte thermique peut être envisagée dans les situations suivantes :
Augmentation de la demande de production : Si votre production dépasse 5 000 pièces par an, une pâte thermoconductrice peut être un choix plus approprié.
Motifs complexes : Si la conception de la pièce comporte des motifs complexes, la pâte thermique peut s'avérer plus pratique pour les applications automatisées.
Fragilité partielle : Si la pièce est fragile parce que la pâte à braser produit peu de contraintes mécaniques, une pâte thermoconductrice peut être plus appropriée.
Supposons que l'on veuille remplacer un tampon thermique par une pâte thermoconductrice. Dans ce cas, les produits recommandés sont les suivants : Chomerics Therm-a-Gap Gel 75 (conductivité thermique élevée), Gel 30 ou 8010 (utilisé dans les applications automobiles à très faible compression).
Les coussinets thermiques sont-ils meilleurs que la pâte thermique ?
Le choix entre les coussinets thermiques et la pâte thermique n'est pas un choix évident, mais dépend plutôt des besoins spécifiques de l'application. Les coussinets thermiques ont toujours été utilisés pour un large éventail d'applications et sont particulièrement efficaces pour supprimer les vibrations et remplir l'espace. Le fait qu'ils soient appliqués à la main les rend potentiellement plus difficiles en termes de consistance de la surface.
En revanche, la pâte thermique offre des possibilités d'automatisation, une impédance plus faible et la capacité d'assurer une plus grande cohérence sur des surfaces irrégulières. Par conséquent, la pâte thermique peut être plus appropriée lorsque les besoins de production sont plus importants, que la conception de la pièce est plus complexe ou que la fragilité de la pièce est plus élevée.
Dans l'ensemble, le choix dépend des exigences de l'application particulière, et les avantages des plaquettes thermiques et de la pâte thermique doivent être pris en compte ensemble et le choix doit être fait en conséquence.
Conclusion
Choisir la bonne gestion thermique pour les véhicules électriques et les systèmes de stockage d'énergie est important. Il n'existe pas de solution universelle. Vous devez réfléchir aux besoins thermiques de votre système et choisir le matériau le plus adapté.
Chez trumonytechs, nous savons combien il est difficile de choisir le bon matériau thermique. De nombreux modèles EV/ESS utilisent un mélange de pâte thermique et de tampons. La pâte est conçue pour les températures élevées, tandis que les tampons facilitent l'assemblage ou le remplissage des espaces vides.
Nous vous suggérons d'examiner votre système de gestion thermique dans son ensemble. Que vous choisissiez une pâte pour sa conductivité ou des pads pour sa simplicité, trumonytechs propose des solutions performantes. Notre équipe peut vous accompagner pour améliorer vos systèmes EV/ESS. Contactez-nous pour voir comment nos matériaux peuvent aider votre véhicule électrique et vos systèmes de stockage d'énergie.
FAQ
Quelle est la meilleure solution, coussin thermique ou pâte thermique ?
Quelle est la meilleure solution, la pâte thermique ou le coussin thermique ? Il n'y a pas de réponse définitive à cette question et la décision dépendra de votre application spécifique. D'une manière générale, la pâte thermique est plus efficace pour combler les lacunes et améliorer l'efficacité du transfert de chaleur, mais dans certains cas, un tampon thermique peut être plus approprié.
Un tampon thermique peut-il remplacer la pâte thermique ?
La pâte thermique étant utilisée dans un environnement plus restrictif, il n'est généralement pas possible de remplacer la pâte thermique par une pastille thermique. En revanche, il est possible de remplacer une pastille thermique par une pâte thermique.
Peut-on utiliser des coussinets thermiques et de la pâte ensemble ?
Il n'est pas recommandé d'utiliser les coussinets thermiques et la pâte thermique ensemble. En effet, leur utilisation conjointe peut affecter la résistance thermique, ce qui peut entraîner un dysfonctionnement de l'appareil électronique.
Les coussins thermiques sont-ils vraiment efficaces ?
Les coussinets thermiques peuvent être utilisés avec n'importe quel substrat et ont une plus large gamme d'applications. En outre, les coussinets thermiques ne s'assèchent pas avec le temps et ne perdent pas leur conductivité thermique. Ils assurent une performance thermique à long terme pour les appareils électroniques.
En quoi les pads thermiques et la pâte thermique diffèrent-ils dans leur capacité à combler les espaces d'air ?
La pâte thermique, étant liquide, comble mieux les minuscules espaces d'air. Les pads thermiques, préformés, peuvent avoir du mal à s'adapter aux surfaces irrégulières, laissant ainsi des interstices.
Les tampons thermiques peuvent-ils être réutilisés après avoir été appliqués sur un composant ?
Non, les pads thermiques ne sont pas réutilisables. Une fois retirés, ils perdent leurs propriétés adhésives et leur capacité à combler les interstices.
Existe-t-il des matériaux en silicone spécifiques qui sont préférés pour les applications d’interface thermique ?
Oui, certains matériaux en silicone sont privilégiés pour leur conductivité thermique, leur flexibilité et leur durabilité. Ils répondent bien aux besoins de gestion thermique des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie.
