Qu’est-ce qu’une interface thermique ?
Les interfaces thermiques sont des composants qui dissipent la chaleur générée lors du fonctionnement des équipements et systèmes électroniques.
Les composants tels que les condensateurs, les diodes et les transistors, souvent utilisés dans les cartes de circuits électroniques, génèrent de la chaleur lorsqu’ils sont sous tension et s’influencent mutuellement. La chaleur générée est refroidie principalement par la surface et les sorties. Toutefois, ces dernières années, la surface des composants a été réduite car les produits sont devenus plus petits. De cette manière, la chaleur est désormais dissipée à l’aide de composants de dissipation thermique.
Utilisations des interfaces thermiques
Les composants de dissipation thermique sont principalement utilisés dans l’industrie des composants électroniques. Les matériaux thermoconducteurs (TIM) sont utilisés pour les petits produits et les dissipateurs de chaleur pour les produits plus grands.
1. Matériau thermoconducteur (MIT)
Le MIT (matériau d’interface thermique) est un matériau thermoconducteur utilisé entre les composants pour dissiper la chaleur générée à l’intérieur d’un appareil.
La couche d’air entre la source de chaleur et le refroidisseur empêche un transfert de chaleur efficace, mais le MIT peut être utilisé pour réduire la résistance thermique. Les principaux matériaux utilisés pour les feuilles dissipatrices de chaleur sont le nitrure de bore, le nitrure d’aluminium, l’alumine et le carbone.
2. Dissipateurs de chaleur
Les dissipateurs de chaleur sont également appelés puits de chaleur. Un dissipateur de chaleur est un produit de dissipation thermique très efficace constitué d’une plaque appelée ailette de grande surface en forme de soufflet ou d’espadon. Cependant, ils nécessitent une grande surface et ne peuvent être installés qu’à un nombre limité d’endroits.
Types d’interfaces thermiques
Les matériaux minces tels que les matériaux TIM sont souvent utilisés comme composants de dissipation thermique mais les caloducs et les chambres à vapeur sont également utilisés.
1. Caloducs
Les caloducs sont constitués de métaux tels que le cuivre et contiennent un fluide de travail (gaz ou eau). La chaleur latente d’évaporation du fluide de travail est utilisée pour transporter et dissiper la chaleur. Ils nécessitent généralement peu d’entretien et sont utilisés dans les ordinateurs, les équipements électroniques, les automobiles, les sous-stations, etc.
2. Chambres à vapeur
Les chambres de vapeur sont des versions plus fines et plus petites des caloducs. Le principe est le même que pour les caloducs. Comme le produit n’a qu’une épaisseur d’environ 200 micromètres, il devrait à l’avenir être intégré dans les appareils électroniques, par exemple les smartphones et les lunettes intelligentes.
3. Revêtements dissipateurs de chaleur
Les revêtements dissipateurs de chaleur se réfèrent principalement aux produits développés en incorporant le mécanisme du rayonnement thermique. Il s’agit d’un mécanisme par lequel la chaleur est dissipée en rayonnant sous forme d’ondes électromagnétiques, plutôt que par l’efficacité de conduction thermique du film de revêtement. Il est utilisé à de nombreuses fins, telles que les moteurs, les produits liés à l’échappement, l’éclairage et les dissipateurs de chaleur.
4. Ventilateurs de dissipation thermique
Les ventilateurs de dissipation thermique envoient un flux d’air par la rotation d’un certain nombre d’hélices. La chaleur est dissipée par la méthode de refroidissement par air forcé, dans laquelle un flux d’air forcé est généré pour refroidir le système. Ils sont principalement utilisés dans les ordinateurs, les serveurs, les blocs d’alimentation et les tableaux de distribution.
5. Graisse dissipatrice de chaleur
La graisse dissipatrice de chaleur a une viscosité modérée et améliore la conductivité thermique lorsqu’elle est appliquée. Elle a également pour effet de réduire la résistance thermique et est également connue sous le nom de graisse CPU. Elle dissipe la chaleur générée par les dispositifs semi-conducteurs en la transférant aux dissipateurs thermiques et à d’autres dispositifs.
Autres informations sur les interfaces thermiques
Conception des interfaces thermiques
Les composants dissipateurs de chaleur sont fabriqués en utilisant des conceptions optimales pour l’équipement qui nécessite des contre-mesures thermiques. La production totale de chaleur de l’équipement, les températures admissibles, les restrictions dues aux dimensions et aux conditions environnementales d’installation sont en effet simulées au stade de la conception.
Par exemple, dans les composants automobiles, la chaleur est dissipée en utilisant des pièces métalliques et des moulages en plastique. Toutefois, il y a de nombreux appareils électroniques à bord qui reçoivent et transmettent des ondes radio entre eux. Pour éviter les interférences entre les appareils, des produits conformes à la CEM sont sélectionnés et conçus. Ces derniers n’interfèrent pas avec la réception ou l’émission d’ondes radio.