Matériaux de dissipation thermique et composants de dissipateur thermique
Matériaux de dissipation thermique et composants de dissipateur thermique
À mesure que les performances des appareils électroniques s'améliorent, l'installation de composants générateurs de chaleur nécessite des mesures pour dissiper cette chaleur et prévenir les dysfonctionnements ou les pannes. De nombreux composants et matériaux spécialisés contribuent à la dissipation thermique, chacun possédant ses propres propriétés. Parmi ces matériaux, l'aluminium et ses alliages sont devenus un choix courant grâce à leurs avantages uniques.
Matériaux utilisés pour les composants de dissipation thermique
Les avantages de l'aluminium : un matériau de dissipation thermique idéal
La popularité de l'aluminium dans l'industrie des dissipateurs thermiques tient à ses propriétés physiques exceptionnelles. L'aluminium pur présente une conductivité thermique de 238 W/(m·K). Bien que ce soit le deuxième métal le plus performant après le cuivre et l'argent, sa légèreté et son rapport qualité-prix surpassent largement celui du cuivre. Sa densité de seulement 2,7 g/cm³ le rend particulièrement important dans le monde actuel des appareils électroniques légers et fins. Les alliages d'aluminium offrent également une excellente formabilité et peuvent être transformés en dissipateurs thermiques de formes variées grâce à divers procédés. L'anodisation crée un film d'oxyde durable, améliorant la résistance à la corrosion tout en répondant aux exigences esthétiques de divers appareils.
Processus de fabrication : un facteur clé de la performance du dissipateur thermique
Les dissipateurs thermiques en aluminium sont fabriqués selon divers procédés, chacun ayant un impact significatif sur les performances du produit final. L'extrusion est le principal procédé de production de dissipateurs thermiques en aluminium, permettant des ailettes ultra-fines et donc une utilisation répandue pour le refroidissement des appareils de micro et moyenne puissance. Le forgeage à froid est une technologie émergente. Les dissipateurs thermiques en aluminium forgés à froid allient les excellentes propriétés de traitement de surface des profilés en aluminium à la possibilité de former des formes complexes en une seule étape, ce qui en fait la solution idéale pour la fabrication de dissipateurs thermiques. Le moulage sous pression convient aux dissipateurs thermiques de grande taille et complexes, mais ces derniers présentent souvent des pores internes.
Composants de dissipation thermique
Les dissipateurs thermiques sont des composants conçus pour exploiter la conductivité thermique élevée des matériaux dissipateurs, comme les caloducs, afin d'améliorer l'efficacité de la dissipation thermique. Les sources de chaleur situées d'un côté du dissipateur sont en contact avec une surface plane, tandis que l'autre libère la chaleur dans l'air. Les dissipateurs thermiques peuvent être constitués de plaques minces, de soufflets ou d'aiguilles, principalement en aluminium, en cuivre ou en céramique. Plus la surface disponible pour le transfert thermique est importante, meilleures sont les performances de dissipation thermique.
Un caloduc est un composant tubulaire de dissipation thermique, généralement en cuivre. Son principe consiste à évacuer la chaleur par des cycles d'évaporation répétés. La circulation du liquide est rapide et continue. Comparés aux dissipateurs thermiques ou aux feuilles de graphite, les caloducs offrent des performances de dissipation thermique bien supérieures.