Quand utiliser les plaquettes ou la colle thermique pour la gestion thermique des circuits imprimés

April 20, 2017 CircuitStudio

Thermal pad replacement
Les cure-dents ne sont pas normalement utilisés dans le processus de fabrication.

 

J'ai vécu en Alabama, une région que je trouvais infernale en été. Il y fait extrêmement chaud, très humide, on y transpire beaucoup. Heureusement, je n'ai jamais expérimenté la chaleur d'un circuit imprimé haute puissance. Pour me rafraîchir, je pouvais plonger dans une piscine, mais votre carte de circuit imprimé utilise probablement un dissipateur thermique pour que ses circuits hautement intégrés ne fondent pas. Tout comme j'hésite entre un maillot de bain simple ou un Spedo, il vous est peut être difficile de choisir entre des plaquettes ou films thermiques, et de la colle/graisse thermique pour dissiper la chaleur. Bien entendu, vous n'avez pas de conseils vestimentaires à recevoir de la part d'un Alabamien, mais je peux vous proposer quelques astuces utiles qui vous aideront à choisir le meilleur matériau d'interface thermique (TIM).

 

Board with large SMT heat sinks

Cette carte semble être froide.

Plaquettes versus Colle : Avantages et inconvénients

 

Les plaquettes thermiques et la colle thermique ont tous différents avantages et inconvénients. La liste est aussi longue que l'été austral, il serait donc judicieux de prendre une boisson fraîche pour aller jusqu'au bout.

 

Plaquettes thermiques

 

  • Avantages
    • Faciles à manipuler
    • Peuvent être coupées en formes spécifiques
    • Pas de salissure, application facile
    • Sans vidange
    • Sans assèchement
    • Gamme de matériaux avec diverses spécifications
  • Inconvénients
    • Coûts de fabrication élevés
    • Application intensive

 

Au premier abord, les plaquettes thermiques passent pour le meilleur choix. Elles sont mieux ajustées que mon maillot Speedo et sont faciles à appliquer. Avec les options polyvalentes de matériaux, vous pouvez également sélectionner des attributs électriques, thermiques, chimiques et physiques d'une plaquette pour votre application spécifique. Toutefois, de la même manière qu'une piscine creusée élégante coûte plus cher qu'une horreur au-dessus du sol, l'étiquette de prix sur les plaquettes thermiques peut vous choquer. Les plaquettes thermiques sont normalement appliquées à la main lors de la fabrication. Cela augmentera les coûts de fabrication pour les grandes commandes de cartes.

 

Colle thermique

 

  • Avantages
    • Fiable
    • Peu coûteuse
    • Application facile
    • Bon remplissage des lacunes
    • Fine couche
  • Inconvénients
    • Salissante
    • Vidange
    • Assèchement
    • Requiert la pression

 

La colle thermique, c'est comme ce vieil étang dans les bois. Vous savez qu'il est toujours là, et que ça ne coûte pas cher, mais c'est un peu sale. Toutefois, tout comme un écran solaire coûte moins cher que le traitement du cancer de la peau, la colle thermique coûte moins cher que les plaquettes thermiques.

 

Thermal paste on computer CPU
Comme j'ai dit, une application salissante.

 

Quand utiliser quoi

 

Certaines personnes partent vers l'océan quand il fait chaud, d'autres vont aux montagnes. Dans la plupart des applications, il n'y a pas de réponse sûre quant au TIM qui fonctionnera le mieux. Toutefois, dans certaines applications spécifiques, l'un ou l'autre est préférable.

 

Plaquettes thermiques

 

L'un des principaux avantages des plaquettes thermiques par rapport à la colle thermique est qu'elles ne présentent pas de risque de vidange. Les circuits imprimés qui ont des cycles rapides de température sont les plus vulnérables à cette condition. Si vous vous attendez à ce que votre circuit imprimé soit allumé et éteint rapidement, vous devrez probablement utiliser une plaquette thermique pour dissiper la chaleur. Plus encore, si la zone que vous devez refroidir a une forme inhabituelle, les plaquettes thermiques peuvent être le meilleur choix. Les plaquettes thermiques peuvent être coupées en formes précises, ce qui rend leur application ultra simple.

 

Certains disent que la chaleur et la pression transforment le carbone en diamant, mais dans de telles conditions, je fane comme une fleur au soleil. Vos circuits intégrés seront dans le même cas que moi, plutôt que dans celui du diamant. La colle thermique nécessite une grande quantité de pression pour transférer la chaleur efficacement. Si les circuits intégrés que vous voulez refroidir ne peuvent pas résister aux contraintes mécaniques, les plaquettes thermiques sont le bon choix.

 

Les plaquettes thermiques sont également très utiles lorsque les propriétés de TIM doivent être choisies judicieusement. Les plaquettes thermiques peuvent être fabriquées à partir d'une très grande variété de matériaux. Cela vous donne plus de contrôle sur les propriétés TIM, telles que la résistance chimique, la conductivité et les propriétés physiques.

 

 

Colle thermique

 

Si le coût de vos circuits imprimés vous tient à cœur, optez pour la colle thermique qui est une option moins coûteuse. Si je vais à l'extérieur et qu'il fait chaud, je préfère porter la chemise la plus fine que j'ai. Le même principe s'applique aux TIM, car plus la couche TIM est fine, plus la conductivité thermique est meilleure. Les plaquettes thermiques sont presque toujours plus épaisses que la colle thermique. Ainsi, la colle thermique offrira généralement le meilleur transfert de chaleur. Si votre dissipateur thermique requiert un TIM avec une conductivité thermique très élevée, la colle thermique s'avère être la meilleure option.

 

La colle thermique l'emporte également sur les plaquettes thermiques en ce qui concerne les surfaces irrégulières. Étant donné que la colle thermique est liquide, elle peut combler d'importantes lacunes de façon plus homogène que les plaquettes thermiques. Certains dissipateurs thermiques ou circuits intégrés ont des surfaces inégales où le TIM sera appliqué. Si c'est le cas pour votre circuit imprimé, la colle thermique vous permettra d'obtenir une meilleure conductivité thermique qu'une plaquette thermique.

 

Il peut être difficile de se rappeler lesquels de vos composants nécessitent un dissipateur thermique. Laissez plutôt votre logiciel de conception de circuits imprimés le faire à votre place. La plupart des programmes de conception permettent d'ajouter des commentaires sur les composants. Associez les problèmes thermiques aux composants pour protéger votre circuit imprimé. CircuitStudio possède une documentation qui montre comment éditer les composants.

 

Se protéger de la chaleur en été peut parfois s'avérer compliqué. Et le fait de vouloir choisir le TIM adéquat pour éviter la surchauffe de votre circuit imprimé peut également prendre beaucoup de temps. Alors prenez le temps de lire les recommandations en matière de TIM énoncées ci-dessus et vous pourrez consacrer plus de temps à votre propre rafraîchissement durant l'été plutôt que de vous soucier de vos circuits imprimés.

 

Besoin de plus d'informations sur les TIM ? Contactez un expert chez Altium.

 
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