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L'efficacité énergétique et l'augmentation des fonctionnalités posent de nouveaux défis à la gestion thermique
Pour relever les défis mondiaux liés à l'impact environnemental, au développement durable et à la nécessité de minimiser la consommation d'énergie, les fabricants d'électronique se concentrent plus que jamais sur la conception de circuits à haut rendement. Ceci concerne non seulement les appareils branchés sur secteur, mais aussi les appareils portables alimentés par batterie, car les concepteurs intègrent de plus en plus de fonctionnalités dans les produits et s'efforcent d'optimiser l'autonomie des batteries.
En réalité, cependant, les avantages thermiques d'une conception de circuit à haut rendement sont souvent annulés par la chaleur générée par des boîtiers plus compacts et par des facteurs tels que la ventilation limitée des appareils électroniques portables qui nécessitent une protection étanche contre l'humidité. Par conséquent, bien que la gestion thermique puisse présenter de nouveaux défis dans de nombreux cas pour diverses raisons, elle reste un élément essentiel pour obtenir une conception fiable et robuste.
Compte tenu de la nécessité de réduire la consommation d'énergie, le ventilateur est l'option la moins pratique pour dissiper la chaleur dans les appareils alimentés à la fois par le secteur et par des batteries.
Outre leur consommation d'énergie, les ventilateurs occupent un espace précieux dans le produit, posent des défis d'ingénierie et sont bruyants et sujets aux pannes en raison de leurs pièces mobiles. L'électronique étant de plus en plus présente dans notre quotidien et les composants et produits étant conçus avec des dimensions toujours plus réduites, la disponibilité et la diversité des matériaux de gestion thermique ont évolué pour répondre à ces nouveaux enjeux.
Il y a environ 25 ans, les options se limitaient aux ventilateurs, à la pâte thermique et aux dissipateurs thermiques. Aujourd'hui, l'offre s'est étendue à une vaste gamme de matériaux de gestion thermique, notamment les gels entièrement séchés, les coussinets isolants, les rubans adhésifs et peut-être la solution la plus efficace de toutes : le calfeutrage thermique à base de silicone.
Ces dernières années, l'utilisation des boîtiers et des racks comme dissipateurs thermiques pour les équipements est devenue une tendance croissante. Ceci a été facilité par la disponibilité de matériaux à base de silicone adaptés et thermiquement efficaces : les calfeutrages thermiques. En insérant un morceau de matériau de calfeutrage souple, tel que le THERM-A-GAP™ de Parker Chomerics, entre le composant générant de la chaleur et le boîtier ou le châssis, la chaleur peut être dissipée très efficacement. Utilisés de cette manière, les matériaux de remplissage permettent de réduire le besoin de ventilateurs et de dissipateurs thermiques, tout en offrant des avantages en termes de coût, de poids, de fiabilité et d'encombrement. Certains modèles permettent également une étanchéité parfaite, rendant les produits obtenus adaptés aux environnements humides.
Les matériaux de remplissage sont disponibles dans une large gamme d'épaisseurs, dépassant désormais 5 mm, permettant ainsi de combler des espaces très importants. Grâce à leur extrême souplesse (dureté Shore 00 seulement), de larges tolérances mécaniques sont obtenues avec un effort d'assemblage minimal. Avec l'aide d'experts en mélange, tels que Parker Chomerics, capables de mélanger avec précision des charges à base de silicone à partir de divers matériaux aux caractéristiques de conductivité thermique différentes, les concepteurs peuvent sélectionner un matériau répondant précisément aux exigences thermiques de leur projet. Ceci est particulièrement précieux car les matériaux aux caractéristiques supérieures utilisent souvent des ingrédients plus coûteux ou nécessitent un mélange plus rigoureux.
À l'avenir, la gamme et les fonctionnalités des équipements électroniques disponibles pour les entreprises et les particuliers devraient croître à un rythme effréné. Du point de vue de l'utilisateur final, l'accent sera probablement davantage mis sur la forme, la fonction et la consommation d'énergie, tandis que les concepteurs d'équipements devront veiller à ce que la gestion thermique reste efficace afin de garantir la fiabilité et la robustesse de leurs produits – condition essentielle à la réussite de toute conception.
Auteur:
Mark Carter, ingénieur d'applications, Chomerics Europe
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