Introduction
Rien qu'en 2025, 63 % des fabricants ont signalé des retards dans la chaîne d'approvisionnement de 3M/Henkel, ce qui est alarmant pour les industries professionnelles. La raison en est la pénurie mondiale de silicones spéciaux, incontrôlable même pour les fournisseurs traditionnels comme 3M ou Henkel.
Comment pérenniser votre stratégie thermique pour éviter les ruptures d'approvisionnement ? C'est ce que nous allons aborder. Nous comparerons également les pads thermiques 3M/Henkel, les produits de comblement d'espacement et les gels de silicone, avant de vous présenter des alternatives innovantes, bien plus performantes que les solutions traditionnelles.
Portefeuilles de matériaux thermiques de 3M et Henkel
3M et Henkel sont des acteurs majeurs dans le domaine des tampons thermiques, des gels de silicone, des produits de remplissage d'espaces, etc. Voici une brève comparaison entre les tampons thermiques 3M 8810 et Henkel Bergquist, ainsi que les produits Henkel Loctite ABLESTIK et 3M série TC.
Nous les comparerons également avec quelques alternatives intéressantes qui seront meilleures que ces produits hérités.
| Propriétés | 3M 8810 | Tampon Henkel GAP PAD TGP 9000 | Alternative émergente |
|---|---|---|---|
| Conductivité thermique | 5.0 W / mK | 4.5 W / mK | 7.2 W/mK (Nano-AlN) |
| Résistance aux vibrations | MIL-STD-810G | IPC-CC-830B | ISO 16750-3 Classe 3 |
| Délai d'exécution (2025 T2) | Plus que 18 semaines | 14 semaines | 5 semaines |
| Coût au cm² | $0.38 | $0.42 | $0.29 |
Alternatives surpassant les marques traditionnelles
Maintenant que les approvisionnements de 3M et Henkel semblent vulnérables, cela a donné lieu à de nombreuses alternatives pour proposer des alternatives meilleures et rentables qui font que l'attention du marché se porte de 3M ou Henkel vers ces alternatives à haute conductivité au 3M 8810 qui ont également un coût inférieur à celui du tampon d'espacement Henkel et 3M.
Nouvelle technologie à l'honneur
Les innovations ont révolutionné la fabrication des coussinets thermiques. Auparavant, ils utilisaient du silicone spécial offrant une bonne conductivité thermique, mais grâce aux progrès du secteur électronique, ces appareils chauffent davantage qu'auparavant.
Cela a suscité le besoin d'une nouvelle technologie offrant une meilleure capacité de refroidissement. C'est pourquoi des marques alternatives ont développé des plaquettes hybrides nitrure de bore-aramide. Ces plaquettes hybrides spéciales nitrure de bore-aramide offrent une capacité de refroidissement de 12 W/mK, soit 0.08 mm BLT, supérieure à celle de Henkel et 3M à bien des égards.
Étude de Cas
Pour commencer : ce que nous savons
- Nous savons que le 3M 8926-250 a une conductivité thermique de 1.5 W/m·K dans les 3 directions.
- L'impédance thermique varie de 1.31 à 1.50 °C·in²/W, ce qui, peut-on dire, dépend de l'épaisseur du ruban thermique.
Étude de Cas
Nous supposons ici que nous avons une transmission d'une puissance de sortie de 500 W avec une conductivité thermique de 1.5 W/mk.
Étude de Cas
Nous nous fixons désormais comme objectif de réduire la température de 22 °C, ce qui est possible grâce aux alternatives de 3M et Henkel. Si l'épaisseur de la plaquette reste de 2 mm, il faudra environ 825 W pour réduire la température de 22 °C.
Une révolution dans les comblements thermiques
Ces dernières années, le secteur thermique a connu un essor considérable, qualifié ici de « révolution des pâtes thermiques de remplissage ». Cette révolution a pour objectif et résultats des alternatives aux pâtes thermiques sans pompage, obtenues grâce à des formules révolutionnaires et fascinantes. Par exemple :
- Les charges thixotropes améliorées au graphène ont pu nous donner 8.3 W/mK avec Δη<15% @10^4 cycles de cisaillement, ce qui est en effet révolutionnaire.
- Deuxièmement, les substituts de fixation de matrice en verre argenté sont capables d'éliminer le décalage CTE de l'axe Z, ce qui constitue une autre révolution dans les remplisseurs d'espace thermique et est devenu le remplacement de Henkel BERGQUIST.
Où 3M/Henkel sont-ils à la traîne ?
Un gel thermique a récemment été développé, s'avérant plus performant que la pâte thermique, les tampons thermiques ou les produits de remplissage. Ce gel est une sorte de technologie hybride, qui a donné de bien meilleurs résultats. 3M et Henkel ont lamentablement échoué à s'adapter à l'évolution constante des technologies dans le secteur de la conductivité thermique. Voici les données de test.
| Test | Henkel ABLESTIK 8360 | AG-7700 |
|---|---|---|
| Résistance thermique (℃mm²/W) | 0.18 | 0.09 |
| Module de conservation (MPa) | 0.8 | 0.3 |
| Classement UL 94 | V-1 | V-0 |
On peut dire que les gels thermiques représentent la nouvelle génération de formulations, des interfaces thermiques à faible module pour les puces fragiles, ou encore une alternative sans halogène au Loctite ABLESTIK. Par exemple :
- Les organogels auto-cicatrisants ont une pénétration d'aiguille ASTM D5 estimée à 250-300.
- De même, il existe des gels de silicone électriquement isolants avec un refroidissement isotrope de 9 W/mK et les données de test sont déjà dans le tableau.
Analyse coûts-bénéfices
Facteurs de coûts cachés
Nous avons calculé les hausses de prix annuelles des fournitures de 3M et de Henkel : 3M affiche une hausse moyenne de 8.5 %, tandis que Henkel affiche une hausse de 6.9 %. Il s'agit d'une différence considérable par rapport aux autres fournisseurs, qui ont signé des contrats avec des hausses de prix de 2 % chaque année.
Si l'on parle du taux de rebut, l'approvisionnement par 3M et Henkel a généré 3.2 % de rebuts , tandis que les autres fournisseurs n'ont enregistré qu'un taux de rebut de 0.7 % par an.
Nous vous suggérons d'utiliser des widgets ROI comme Thermal Material TCO Calculator et de donner aux alternatives une chance d'obtenir des alternatives à prix réduits en gros pour Henkel ou 3M.
Remplacement du pare-feu 3M 8660 dans les batteries de véhicules électriques
Cette section présente une étude de cas ayant pour objectif une solution à l'emballement thermique des batteries de véhicules électriques grâce à des alternatives approuvées par Nio/Tesla.
Challenge
Les barrières coupe-feu conformes à la norme UL 2596 nécessitent une stabilité > 1200℃, ce qui devrait être possible grâce à diverses solutions thermiques.
Solution
La solution proposée est constituée de coussinets hybrides céramique-PEEK offrant une résistance à la compression 1.5 fois supérieure à celle du 3M 8660, ce qui constitue un argument de poids.
Résultats
Lorsque la solution proposée a été testée sur le sujet test, les résultats suivants auraient pu être obtenus :
- Il y a eu une réduction de poids de près de 40 %.
- La solution proposée a réussi le test de pénétration des clous GB 38031 dans un percentile de 95 %.
Comment migrer depuis 3M/Henkel sans se soucier des qualifications ?
Jusqu’à présent, il devrait être clair qu’il existe une forte marge de manœuvre pour passer à des alternatives, à condition que tous les résultats des tests, les études de cas et les approbations alternatives de Nio et Tesla semblent être bien supérieurs à ceux des anciens acteurs comme 3M et Henkel.
Maintenant, la question principale se pose : comment pouvons-nous passer ou migrer de 3M ou Henkel sans aucun casse-tête ?
- Réaliser une cartographie CTE
Pour réaliser une cartographie du CTE, vous devrez effectuer une analyse ∆L/L₀ selon la norme ASTM E831. Vous devrez également consulter la liste de contrôle d'approbation des matériaux alternatifs et la documentation PPAP relative aux modifications du TIM, disponible en téléchargement gratuit.
- Vieillissement accéléré
Lors du choix d'un autre fournisseur, vous devez soumettre ses produits à un test de résistance, appelé vieillissement accéléré (85 °C/85 % HR, 1000 60068 h, conformément à la norme CEI 2-67-XNUMX). Pour plus d'informations :
- Les conditions de test seront de 85° Celsius et 85% d'humidité relative pendant près de 1000 heures.
Si le matériau a la même conductivité thermique avant et après le test, cela signifie qu'il est stable, fiable et qu'il peut être une alternative à 3M et Henkel.
Mais si la conductivité thermique diminue, cela signifie qu'il y a une perte de performance liée au vieillissement.
- Référence croisée complète du DFMEA
L'AMDEC est un outil qui vous aide à identifier les défauts de fabrication ou de conception avant la mise sur le marché du produit. L'alignement AIAG-VDA est une norme lancée en 2019 qui combine les meilleures pratiques des Amériques et d'Allemagne.
Lorsque nous parlons de référence croisée, cela signifie que votre DFMEA inclut et remplit toutes les étapes, la terminologie et la méthodologie afin que le tampon thermique d'un fournisseur alternatif que vous achetez soit valable pour une utilisation dans votre secteur.
Que ne vous disent pas 3M/Henkel sur les matériaux thermiques 2025 ?
Les nouveaux entrants dominent le marché des produits de gestion thermique en proposant des technologies nouvelles et meilleures qui ne sont pas encore possibles avec 3M et Henkel.
- Matériaux à changement de phase biodégradables
La première innovation est l’utilisation de matériaux biodégradables, capables de stocker et de restituer la chaleur mais également de se décomposer naturellement dans l’environnement, ce qui réduit l’empreinte carbone.
- Pâtes thermiques améliorées par structure organométallique (MOF)
De nouveaux types de pâtes thermiques sont fabriqués à partir d'ions métalliques et de liants organiques, hautement poreux et cristallins. Ces pâtes thermiques offrent une meilleure conductivité thermique, sont légères et offrent des performances hybrides.
- Tampons thermiques imprimés en 3D DLP avec canaux à topologie optimisée
On peut qualifier ce type de tampon thermique de nouvelle génération, offrant une meilleure dissipation thermique. Cependant, sa fabrication nécessite des machines de pointe, plus faciles à gérer pour les nouveaux venus. Ce type de tampon est également populaire auprès du Nanostructured TIM 2025 et fait partie des adhésifs électroniques durables.
Conclusion
Il est clair que les acteurs historiques comme 3M et Henkel rencontrent des difficultés, laissant le champ libre à de nouveaux entrants proposant des produits de meilleure qualité, tels que Jiujutech . Cependant, cela ne signifie pas que 3M ou Henkel ont perdu leur avantage concurrentiel ; ils sont simplement en perte de vitesse. Ainsi, si vous souhaitez tester un nouveau fournisseur, Jiujutech vous propose un kit d'échantillons gratuit, incluant un rapport d'essai ASTM D5470.
