Conductivité thermique du silicone

Avec le développement rapide d'industries telles que les véhicules à énergie nouvelle, la 5G, le big data, la conduite autonome, l'Internet des objets et l'intelligence industrielle, la demande en matériaux thermoconducteurs a également considérablement augmenté. 

 

Combien existe-t-il de types de matériaux thermoconducteurs en silicone ?

1. Feuille de silicone thermoconductrice

2. Graisse silicone thermoconductrice

3. Ruban silicone thermoconducteur

4. Ruban adhésif silicone thermoconducteur

5. Matériaux à changement de phase thermoconducteurs

6. Comblant d'écart thermoconducteur

7. Composé d'encapsulation à haute conductivité thermique

8. Adhésif thermoconducteur

Catégories de différents matériaux de silicone thermoconducteur

1. Feuille de silicone thermoconducteur

(Également appelé feuille de silicone thermoconductrice, plaquette de silicone thermoconductrice)

 

Il présente une bonne conductivité thermique et une excellente résistance à la pression, ce qui répond à la demande actuelle du secteur électronique en matériaux thermoconducteurs, et constitue une alternative binaire à la pâte thermique à base de graisse silicone et aux feuilles de mica. Le meilleur produit pour les systèmes de refroidissement. Ce type de produit est facile à installer, propice à la production automatisée et à la maintenance du produit, et constitue un nouveau matériau d'une grande ingéniosité et praticabilité.

 

L'épaisseur et la dureté de la feuille de silicone thermoconductrice peuvent être ajustées selon les différentes conceptions, ce qui permet de combler les tolérances dimensionnelles des puces et des structures de dissipation thermique dans le canal de conduction, réduisant ainsi les exigences de tolérance pour la surface de contact du dissipateur thermique dans la conception structurelle, notamment pour La différence de planéité et de rugosité augmenterait considérablement le coût du produit si la précision d'usinage était améliorée. Par conséquent, la feuille de silicone thermoconductrice peut pleinement augmenter la surface de contact entre les composants générateurs de chaleur et le dissipateur, transférer le flux thermique, réduisant ainsi le coût de production du dissipateur.

2. Graisse de silicone thermoconductrice 

La graisse silicone thermoconductrice est une substance visqueuse blanche ou grise, d'une certaine viscosité, sans granulosité apparente, non toxique, sans odeur, non corrosive, avec des propriétés chimiques et physiques stables, une excellente conductivité thermique, une isolation électrique, une résistance aux températures élevées, au vieillissement et à l'eau.

 

Elle présente une faible exsudation d'huile (tendant vers zéro) et une très bonne résistance aux intempéries (y compris la résistance aux hautes et basses températures, à l'eau, à l'ozone, aux conditions climatiques, etc.), et peut être utilisée durablement dans une plage de températures de -30°C à 150°C, voire à des températures supérieures à +200°C tout en conservant l'humidification de la surface de contact.

3. Ruban de silicone thermoconducteur

Il est largement utilisé dans la liaison entre les dispositifs d'alimentation et les dissipateurs thermiques évacuant la chaleur, permettant d'assurer simultanément les fonctions de conduction thermique, d'isolation et de fixation.

4. Ruban de silicone thermoconducteur

Élastomère polymère en silicone renforcé par de la fibre de verre comme matériau polymère de base, également appelé tissu de silicone thermoconducteur, tissu de silicone résistant à la déchirure, ce tissu de silicone peut réduire efficacement la résistance thermique entre les composants électroniques et les dissipateurs thermiques, ainsi que l'isolation électrique, avec une haute rigidité diélectrique, une bonne conductivité thermique, une haute résistance chimique, peut supporter une haute tension et la perforation des pièces métalliques causant un court-circuit.

 

Le matériau à changement de phase thermoconducteur utilise les propriétés du substrat pour subir un changement de phase à la température de fonctionnement, permettant ainsi au matériau de mieux épouser la surface de contact et d'obtenir également une résistance thermique ultra-faible pour un transfert de chaleur plus complet.

5. Matériaux à changement de phase thermoconducteurs

Il utilise les caractéristiques du matériau de base pour subir un changement de phase à la température de fonctionnement, de sorte que le matériau puisse mieux épouser la surface de contact. Simultanément, une résistance thermique ultra-faible est également obtenue, permettant un transfert de chaleur plus complet.

6. Interface thermique de remplissage

(Gel thermoconducteur, mastic thermoconducteur)

 

Les mastics de remplissage thermoconducteurs sont conçus pour optimiser le contrôle de l'application, obtenir des propriétés thermiques et mécaniques supérieures et offrir des avantages hautement techniques. Comme il est appliqué à l'état liquide pour combler les interstices, le matériau exerce peu de contraintes sur la pièce pendant l'assemblage. Les mastics de remplissage thermoconducteurs peuvent être utilisés pour joindre et recouvrir les topographies les plus complexes et les surfaces multicouches, offrant une couverture d'épaisseur illimitée pour les topographies de circuit imprimé irrégulières.

Mastic thermoconducteur

7. Composé d'encapsulation à haute conductivité thermique

Il s'agit d'un caoutchouc de silicone à deux composants de type additionnel, composé de deux parties de liquide AB. Après mélange selon la proportion, il réagit et durcit en un élastomère haute performance. Il offre une excellente protection de dissipation thermique et de potting étanche pour les composants du circuit imprimé.

Silicone de potting thermoconducteur

8. Adhésif thermoconducteur

Le caoutchouc de silicone à un composant durcissant à température ambiante présente une excellente adhésion sur les métaux, plastiques et céramiques après durcissement. Il est largement utilisé pour le remplissage et la fixation des composants électroniques et des radiateurs afin d'améliorer la conduction thermique et la stabilité des composants, en particulier lorsque les structures de fixation mécanique ne peuvent être réalisées.

Problèmes courants

Q1 : Le joint en silicone thermoconducteur est-il collant ?

A1 : Les joints thermoconducteurs en silicone sont disponibles avec ou sans adhésif.

Q2 : Comment comprendre l“” auto-adhésion » ?

A2 : Le composant en caoutchouc contient un adhésif, de sorte que le produit lui-même est autoadhésif. Pour les produits avec support adhésif, l'adhésivité de la surface du produit facilitera l'assemblage. Cependant, la résistance thermique du support adhésif affectera la conductivité thermique du produit. Et le produit autoadhésif n'aura pas le problème d'augmentation de la résistance thermique dû au support adhésif. En termes de résistance adhésive, celle du support adhésif est supérieure à celle des produits autoadhésifs.

Q3 : Les produits adhésifs peuvent-ils être collés à plusieurs reprises ?

A3 : Il est nécessaire de juger si un retravail est possible selon les conditions spécifiques. S'ils sont soigneusement manipulés, les produits adhésifs peuvent généralement être réutilisés. Cependant, lorsqu'ils sont en contact avec une surface en aluminium ou une surface de galvanoplastie, des précautions particulières doivent être prises pour éviter la déchirure ou la délaminage.

Q4 : Si le joint thermique est auto-adhésif, sera-t-il pratique pour une réutilisation ?

A4 : Il est nécessaire de déterminer si le traitement du tampon thermique autoadhésif peut être rebondi à plusieurs reprises selon la surface de collage spécifique. Dans la plupart des cas, il peut être réutilisé, mais lorsqu'il rencontre une surface en aluminium ou une surface de galvanoplastie, des précautions spéciales doivent être prises pour éviter la déchirure ou la délaminage. Le tampon thermique autoadhésif sera plus facilement réutilisable que les produits avec support adhésif.

Q5 : Quel est le processus de fabrication d'un joint en silicone thermoconducteur ?

A5 : Ajouter de la poudre thermoconductrice, un ignifugeant et un agent durcisseur à l'huile de silicone organique, mélanger et ajuster la couleur par agitation, puis mettre sous vide pour réduire les bulles dans le silicone, ensuite vulcaniser à haute température, refroidir, puis procéder au revêtement en caoutchouc, à la découpe et au moulage ; les tests sur le produit fini incluent la conductivité thermique, la plage de résistance à la température, la résistivité volumique, la tension de claquage, l'ignifugation, la résistance à la traction, la dureté, l'épaisseur et d'autres paramètres.

Q6 : Quelle est la limite supérieure de la température de fonctionnement normale du joint en silicone thermoconducteur ? À la température maximale, combien de temps peut-il être exposé pour rester normal ?

A6 : Selon les mesures de conductivité thermique, la limite de température pour un fonctionnement normal est de 250 degrés pendant 5 minutes et de 300 degrés pendant 1 minute.

Q7 : Le joint en silicone thermoconducteur devient-il mou lorsqu'il est chauffé ?

A7 : Généralement, dans un environnement de -60 degrés à 200 degrés, il n'y aura pas de différence significative de dureté.

Q8 : Le joint en silicone thermoconducteur est-il isolant ?

A8 : Il est isolant, mais les joints thermoconducteurs en silicone ne sont après tout que des produits de remplissage thermoconducteurs d'interstices, et ne sont pas recommandés pour les environnements à haute tension.

Q9 : Le joint en silicone thermoconducteur fuit-il de l'électricité ?

A9 : L'huile de silicone de la feuille de silicone elle-même est isolante, et la poudre thermoconductrice et les matériaux auxiliaires ajoutés ont également des propriétés isolantes, donc il n'y aura pas de fuite électrique.

Q10 : Comment utiliser un joint en silicone thermoconducteur ?

A10 : Maintenir propre la surface de contact entre la surface de dissipation thermique et la source de chaleur, retirer le film de protection recouvrant le joint thermoconducteur en silicone, le placer sur la source de dissipation thermique, presser le dispositif de dissipation et le fixer.

Q11 : Les patins thermiques en silicone peuvent-ils être utilisés pour les processeurs d'ordinateurs portables ?

A11 : Le joint en silicone thermoconducteur peut être utilisé comme milieu conducteur thermique pour remplacer la graisse silicone thermoconductrice sur le CPU. Cependant, en considérant la structure d'espace et le système de dissipation thermique dans l'ordinateur portable, la plupart des ordinateurs portables sur le marché utilisent toujours la graisse silicone traditionnelle comme milieu conducteur thermique.

Q12 : Quel est le prix du joint silicone thermoconducteur ?

A12 : Le prix de la feuille de silice augmente avec l'augmentation de la conductivité thermique et de l'épaisseur. Il est recommandé d'utiliser la feuille de silice autant que possible pour répondre aux besoins de conductivité thermique des produits électroniques. L'épaisseur est contrôlée à 1,1 fois la distance entre la source de chaleur et le radiateur.

Q13 : Quelle est la durée de conservation des joints silicones thermoconducteurs ?

A13 : La plupart des joints en silicone thermoconducteurs ont une durée de conservation d'un an après production, basée sur le fait qu'ils peuvent être retirés de l'emballage. Il est recommandé d'utiliser les joints dans les 6 mois suivant la production car le support adhésif affectera la durée de conservation des joints ; de plus, la stabilité des joints n'est pas limitée à leur durée de conservation, car ils possèdent une excellente stabilité thermique et une bonne résistance aux intempéries.

Q14 : Quelle est la durée de vie d'un joint silicone thermoconducteur ?

A14 : La durée de vie des joints en silicone thermoconducteurs est généralement de plus de dix ans. Le film de silicone est volatile, anti-vieillissement, résistant aux hautes et basses températures, et a des effets d'amortissement des vibrations et d'isolation, ce qui peut pleinement répondre à la durée de vie des produits électroniques.

 

À travers les questions fréquemment posées ci-dessus, liées à tout le monde, le film de silicone thermoconducteur est maintenant mieux compris. Je vous rappelle que le point d'attention est : le choix correct du joint thermique est la clé pour garantir que l'équipement ne fuit pas. Plusieurs types de joints sont disponibles pour la même condition de travail. Les joints doivent être sélectionnés raisonnablement en fonction des propriétés physiques du milieu, de la pression, de la température et de la taille de l'équipement, des conditions d'exploitation, de la longueur du cycle de fonctionnement continu, etc., afin d'éviter les inconvénients et de tirer pleinement parti des caractéristiques des différents joints.