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Le dissipateur à ailettes collées, couramment appelé en chinois dissipateur à ailettes soudées ou dissipateur à ailettes collées, est un type de dissipateur thermique qui intègre des ailettes de refroidissement individuelles avec une plaque de base par des procédés spécialisés. Il joue un rôle crucial dans les applications de gestion thermique haute performance.
Comme son nom l'indique, le cœur de la technologie Bonded Fin réside dans le processus de « collage » ou de « soudage » :
1. Brasage
· Procédé : Tout d'abord, des ailettes métalliques individuelles (généralement en aluminium ou en cuivre) sont précisément disposées sur la base à l'aide de dispositifs de fixation ou de moules. Ensuite, un métal d'apport (un alliage ayant un point de fusion inférieur à celui du matériau de base) est placé aux points de contact entre la base et les ailettes. Enfin, l'ensemble est chauffé dans un four de brasage à atmosphère contrôlée, ce qui fait fondre le métal d'apport et remplir les espaces par capillarité. Après refroidissement, une liaison métallurgique solide se forme.
· Caractéristiques : Il s'agit du procédé de collage à ailettes le plus courant et le plus fiable, offrant une résistance d'assemblage extrêmement élevée et une excellente conductivité thermique.
2. Collage par époxy
· Procédé : Un adhésif époxy à haute conductivité thermique relie les ailettes au substrat.
· Caractéristiques : Température de traitement faible et coût relativement modéré. Toutefois, deux inconvénients majeurs existent : premièrement, la résistance thermique de l'adhésif est nettement supérieure à celle du métal, ce qui dégrade la conductivité thermique globale ; deuxièmement, un fonctionnement prolongé à haute température peut entraîner un vieillissement ou des risques de défaillance. Ce procédé est donc principalement utilisé dans des applications ne nécessitant pas des performances extrêmes.
3. Autres procédés : Des méthodes telles que le soudage par friction-malaxage existent, mais sont moins répandues que le brasage.
Avantages :
1. Flexibilité de conception et rapport d'aspect des ailettes exceptionnels
· Les ailettes peuvent être fabriquées extrêmement fines, hautes et densément disposées, offrant ainsi une surface de dissipation thermique massive dans une empreinte au sol donnée. Cela constitue son principal avantage par rapport aux procédés d'extrusion.
· Permet la fabrication d'ailettes plus hautes que les procédés de forgeage à froid.
2. Performances thermiques supérieures
· La liaison métallique réalisée par brasage présente une résistance thermique extrêmement faible, proche de celle des structures monoblocs. La chaleur est efficacement conduite depuis la plaque de base jusqu'aux extrémités des ailettes.
3. Combinaison flexible de matériaux
· Des combinaisons cuivre-base et ailettes en aluminium sont envisageables. La conductivité thermique élevée du cuivre permet une absorption rapide de la chaleur, tandis que le poids léger et le faible coût de l'aluminium favorisent une dissipation étendue, offrant un équilibre optimal entre performance et coût. Cette configuration est difficile à atteindre avec d'autres procédés.
4. Géométries variées
· Les formes des ailettes ne se limitent pas à des lignes droites ; elles peuvent être conçues ondulées, en forme d'aiguilles ou sous d'autres profils afin d'optimiser l'écoulement de l'air et l'efficacité de la dissipation thermique.
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