Dosage de la pâte thermique

La solution pour les cas problématiques

Les pâtes thermiques sont des matériaux de potting à viscosité élevée enrichis en matières de remplissages spéciales, garantissant une dissipation thermique fiable entre deux composants. En raison de l'établissement de nouvelles technologies et de la miniaturisation croissante des composants électroniques, la demande de ces matériaux a considérablement augmenté, surtout au cours de ces dernières années. Lors du dosage des pâtes thermiques, une technique d'installation déterminée doit être respectée pour ne pas endommager les matériaux et les systèmes d'application.

Les pâtes thermiques sont des matières pâteuses 1K ou 2K, enrichies en matières de remplissage à conductivité thermique. Elles améliorent la transmission de chaleur entre deux objets, entre un circuit imprimé et un radiateur, par exemple, et contribuent à empêcher les pertes de puissance et les dysfonctionnements. Ces matériaux sont également souvent désignés sous le nom de gap filler. Des masses de potting à un ou deux composants à base de silicone, d'époxy ou de polyuréthane sont souvent utilisées. En ajoutant des additifs ou des matières de remplissage, les propriétés des pâtes thermiques peuvent être modifiées de manière ciblée et s'ajuster à l'application correspondante.

Lors de l'utilisation des matériaux de potting à conduction thermique, le coefficient de conductivité thermique spécifique λ, appelé plus souvent et plus simplement conductivité thermique, joue un rôle important. Cette valeur (unité : W/m K) caractérise la capacité d'un tissu à transporter l'énergie thermique au moyen de la conduction thermique. Plus la conductivité thermique est élevée, plus la transmission de chaleur par unité temps est élevée.

Pâtes thermiques : propriétés et domaines d'application

Les pâtes thermiques sont utilisées dans le secteur automobile, dans l'industrie électrique et électronique ainsi que dans de nombreux autres secteurs. Au cours des dernières années, une consommation de ces matériaux a enregistré une hausse exponentielle. Ceci est dû, entre autres, à l'établissement de nouvelles technologies éprouvées ou de leur développement très rapide. La technologie LED ou le potting de batteries dans le domaine de l'électromobilité ne sont que quelques exemples. Grâce également à la miniaturisation croissante des composants électroniques dans tous les domaines, le thème de la gestion de la chaleur devient de plus en plus important.

La conductivité thermique des pâtes thermiques est obtenue par le biais des matières de remplissage spéciales telles que l'alumine, l'argent ou le nitrure de bore. Ces matières de remplissages pouvant prendre la forme de fragments, de billes ou de cubes, présentent souvent un degré de durcissement très élevé ainsi que des formes à arêtes vives. Lors du choix des systèmes devant être utilisés pour la préparation et le dosage des pâtes thermiques, il faut impérativement respecter la conception adaptée du système. Dans le cas contraire, les utilisateurs risquent d'engager des frais de maintenance et de réparation élevés.

Le cas spécial des colles thermiques

Les colles thermiques ont une double fonction : tandis que les pâtes thermiques sont dosées pour l'assemblage thermique de deux éléments de construction, les colles thermiques garantissent une fixation mécanique en plus de la fixation thermique. En règle générale, la conductivité thermique spécifique de ces colles est plus faible que celle des pâtes thermiques. Pour pouvoir garantir la double fonctionnalité du matériau de manière fiable, il est nécessaire d'adapter précisément la quantité des matières de remplissages au matériau de support. Car une teneur plus élevée en matière de remplissage pour améliorer les propriétés de conductivité de la chaleur aurait pour conséquence une détérioration directe des propriétés de collage. À l'inverse, une teneur trop élevée en colle risquerait de détacher l'assemblage sous l'influence de la température.

Pâtes thermiques : préparation et potting

Pour obtenir des résultats optimaux lors de l'application des matériaux d'interface thermique, le choix du bon système de dosage est décisif. Tandis que le doseur à pignon ne convient pas pour cette sorte de matériaux très remplis et pâteux, les doseurs volumétriques à piston offrent des avantages décisifs en raison de leur solidité et de leur précision élevée lors du processus de mélange.

  • Pour répondre plus spécialement aux processus de production automatisés avec des cycles de travail courts, Scheugenpflug a développé le doseur volumétrique à piston Dos P. Grâce au système Dos P016 TCA, les pâtes thermiques à haute viscosité et à haut remplissage peuvent être appliquées jusqu'à trois fois plus vite pour une précision de dosage constante et élevée.
    En savoir plus sur Dos P016 TCA

Les pâtes thermiques 1K ne doivent pas être mélangées avant l'application, mais par rapport aux systèmes 2K, une logistique plus poussée est nécessaire. En fonction de la manière dont la réticulation est initiée (par humidité de l'air, UV ou apport de chaleur), différentes dispositions doivent être prises pour que le matériau commence à durcir avant son utilisation. Ceci peut comprendre un refroidissement continu de la matière ou un stockage spécial des conteneurs et cartouches. Les pâtes thermiques 2K permettent en revanche souvent d'obtenir de meilleures propriétés de matière que les systèmes 1K. De plus, les utilisateurs profitent ici des durées de durcissement plus courtes et des émissions COV réduites.

Pour obtenir des résultats de potting optimaux et éviter les arrêts des installations, les utilisateurs doivent veiller à utiliser une technique d'installation optimisée pour la préparation, l'alimentation et le dosage des pâtes thermiques. Pour le transport en douceur des matériaux d'interface thermique sans bulles d'air, Scheugenpflug propose deux unités d'alimentation de la matière solide dans son programme :

  • L'A220 a été spécialement conçue pour les matériau de potting très pâteux sans matières de remplissages abrasives.
    En savoir plus sur l'A220
  • L'unité d'alimentation A280 est recommandée lorsque les matériaux d'interface thermique à viscosité élevée et fortement abrasifs doivent être dosés.
    En savoir plus sur l'A280
CONSEIL :  Si la cartouche de matière doit être reliée au doseur par d'autres conduites en raison de sa taille, l'utilisation d'un « booster » peut être intéressante. Il renforce la pression d'alimentation et garantit également des vitesses de dosage élevées des matériaux d'interface thermique très pâteux.

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