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Graisse silicone à haute conductivité thermique 3,0 W/mK pour BMS de VE : Étude de cas Hanast Thermal Interface

2026-11-09

Contexte du projet

Un fournisseur de systèmes de gestion de batterie (BMS) de niveau 1 desservant des équipementiers de véhicules électriques et de stockage d'énergie en Asie du Sud-Est a contacté Hanast avec un goulot d'étranglement thermique important. Sa carte maîtresse BMS de nouvelle génération embarquait 48 MOSFET et des résistances shunt dans un boîtier en aluminium étanche IP67. Lors des tests de décharge continue de 120 A, les températures de jonction de l'étage de puissance atteignaient 118 °C par rapport à une cible de 95 °C fixée par l'équipementier automobile, obligeant le client à réduire la puissance d'environ 18 % et retardant la date de mise en service de la plateforme.

L'interface existante était une graisse thermique de 1,8 W/mK appliquée à une épaisseur de ligne de collage de 80 µm (BLT). Deux défaillances sont apparues en laboratoire : une conductivité de masse insuffisante et un pompage de la graisse après cyclage thermique, ce qui a augmenté la résistance thermique de 22 % en 300 cycles dans des tests de choc de -40 °C à 150 °C.

Résumé des exigences du client

Conductivité thermique d'au moins 3,0 W/mK dans l'assemblage fini
Épaisseur de ligne de collage de 50 µm ou moins à une pression de montage de 0,3 MPa
Pas de pompage, de dessèchement ou de durcissement sur 1 000 cycles thermiques de -40 °C à 150 °C
Classification d'inflammabilité UL 94 V-0, conformité RoHS et REACH pour les programmes automobiles
Comportement à faible volatilité et à faible saignement d'huile pour protéger le boîtier scellé et le PCB adjacent
Approvisionnement stable pour un programme de production de 3 ans avec étiquetage privé OEM/ODM

Solution : Graisse thermique silicone HNS-TG300

Hanast a recommandé la série HNS-TG300, une graisse thermique silicone non durcissante remplie d'un système hybride d'oxyde d'aluminium et d'oxyde de zinc. La formulation combine une conductivité de masse de 3,0 W/mK avec une rhéologie thixotrope qui maintient sa forme pendant le dosage, de sorte que le matériau s'étale pour former une ligne de collage fine et uniforme au lieu de s'écouler loin de la zone de la puce.

Propriété	Méthode de test	HNS-TG300
Conductivité thermique	ASTM D5470	3,0 W/mK
Impédance thermique à 50 µm BLT	ASTM D5470	0,12 °C·cm²/W
Saignement d'huile, 24 h à 200 °C	Méthode FTMS 791-321	< 0,8 %
Évaporation, 24 h à 200 °C	Méthode FTMS 791-321	< 0,5 %
Plage de fonctionnement	Rhénomètre / TGA	-50 °C à 200 °C
Résistivité volumique	ASTM D257	1,0 × 10¹⁴ Ω·cm
Classification d'inflammabilité	UL 94	V-0

Processus de mise en œuvre

Examen de la simulation thermique : Les ingénieurs de Hanast ont modélisé la disposition des 48 MOSFET et ont confirmé qu'une BLT de 40 à 50 µm ramènerait le point chaud sous la cible de 95 °C.
Essai de dosage : La graisse a été validée sur la ligne de dosage pneumatique existante du client avec une buse de 0,6 mm, ne nécessitant aucun nouvel équipement de capital.
Vérification de la ligne de collage : Des coupes transversales de 30 assemblages ont confirmé une BLT moyenne de 42 µm avec moins de 8 % de variation sur l'empreinte du dissipateur thermique.
Tests de fiabilité : 1 000 cycles de choc thermique de -40 °C à 150 °C, plus 1 000 h de chaleur humide à 85 °C / 85 % HR.
Mise en production : Trois lots de pré-production ont été audités pour la viscosité, la conductivité et le saignement d'huile avant l'approbation de la production de masse.

Résultats de validation

Paramètre	Graisse existante de 1,8 W/mK	HNS-TG300 3,0 W/mK	Changement
Température de jonction du MOSFET à 120 A	118 °C	97 °C	-21 °C
Résistance thermique après 300 cycles	Dérive de +22 %	Dérive de +3 %	Pompage éliminé
Épaisseur de ligne de collage	80 µm	42 µm	-47 %
Réduction de puissance nécessaire	18 %	0 %	Sortie nominale complète

Résultat commercial

Le client a supprimé la réduction de puissance de 18 % et a retrouvé la pleine puissance nominale de la plateforme.
La mise en service de la plateforme a été avancée de sept semaines car aucune refonte du dissipateur thermique ou du boîtier n'était nécessaire.
La consommation de matériau a diminué de 31 % par assemblage grâce à la ligne de collage plus fine, compensant le prix unitaire plus élevé du grade 3,0 W/mK.
Hanast fournit désormais le programme depuis son usine de Shenzhen de 40 000 m² dans le cadre d'un accord OEM de 3 ans avec étiquetage privé et support technique local.

Pourquoi cela est important pour les conceptions de BMS de VE

Les cartes BMS sont thermiquement denses et mécaniquement contraintes : les semi-conducteurs de puissance sont proches des circuits de détection sensibles à la température, et le boîtier est généralement scellé pour IP67. Une graisse thermique qui pompe ne perd pas simplement de performance, elle change de performance au cours de la vie du véhicule, c'est pourquoi les programmes automobiles spécifient de plus en plus la stabilité des cycles plutôt que la seule conductivité de la fiche technique. Choisir un grade de 3,0 W/mK avec un saignement d'huile contrôlé et une résistance au pompage prouvée est le moyen le moins cher de maintenir la marge de température de jonction sans ajouter de masse au dissipateur thermique.

À propos de Hanast

Shenzhen Hanast New Material Co., Ltd. fabrique des silicones liquides RTV-2, des composés d'encapsulation et des matériaux d'interface thermique depuis 2010. Avec une base de production de 40 000 m² et 70 à 80 % de sa production exportée, Hanast fournit des solutions d'encapsulation et de gestion thermique à des clients B2B mondiaux, notamment ABB, Apple, Foxconn et BYD. L'entreprise propose des formulations OEM/ODM, un étiquetage privé et une documentation technique complète pour les programmes automobiles et industriels.