Pâte thermique: qu'est-ce que c'est, types, comment est-elle utilisée ...

pâte thermique

La pâte thermique est une substance largement utilisée dans le monde de l'électronique. Généralement comme interface pour améliorer la dissipation thermique entre les puces de traitement hautes performances et les dissipateurs thermiques. Mais ce n'est pas le seul endroit où il est utilisé, il peut également être utilisé pour des transistors de forte puissance, pour plaques effet peltier, Etc.

Dans cet article, vous saurez quelle est exactement cette substance, sa fonction, comment il est appliqué correctement, les types qui existent sur le marché et les meilleures marques que vous pouvez acheter.

Qu'est-ce que la pâte thermique ?

pâte thermique

Il peut être appelé de plusieurs manières : pâte thermique, silicone thermique, graisse thermique, etc. Tous ces termes sont synonymes et il n'y a aucune différence entre eux. Désigne une substance qui a de bonnes propriétés de conductivité thermique pour aider à mieux dissiper la chaleur lorsqu'il y a une interface entre deux surfaces. Par exemple, lorsqu'un dissipateur thermique est utilisé sur une puce, pour combler les "lacunes" qui pourraient se trouver entre une surface et une autre et ainsi rendre la conduction plus efficace.

La pâte thermique a différents éléments dans sa composition:

  • Matrice liquide polymérisable: c'est la base de la pâte, ce qui en fait une substance fluide. Généralement, ces types de gels ou de pâtes sont généralement à base de silicones (d'où leur nom), de résines époxy, d'acrylates, d'uréthanes, etc.
  • Particules: ces charges représentent généralement entre 70 et 80% de la composition de la pâte thermique. Dans ce cas, ils peuvent être très variés, comme le cuivre, l'aluminium, l'argent, l'oxyde de zinc, le nitrure de bore, etc.

En raison de toute cette composition, cette pâte thermique peut être toxique en cas d'ingestion. Par conséquent, des précautions doivent être prises lors de son utilisation, se laver les mains s'il est manipulé sans gants et éviter de le laisser à la portée des enfants. De plus, il est également irritant pour la peau, les yeux et les muqueuses, vous devez donc utiliser des éléments de protection lors de sa manipulation. Certains tutoriels vidéo montrent comment ils l'appliquent même à la main, mais cela ne devrait pas être fait.

Si vous êtes devant un nouveau composant électronique, et que vous n'êtes pas sûr de pouvoir utiliser de la pâte thermique sur sa surface ou laquelle utiliser, je vous recommande de toujours lire le fiches constructeurs. Dans cette documentation vous trouverez des informations à son sujet, en plus des besoins de dissipation, de la puissance, des températures maximales et minimales supportées, des valeurs telles que jonction-boîtier, jonction-air, etc.

Propriétés

CPU

La pâte thermique n'a pas seulement propriétés de conductivité thermique, mais aussi d'autres, et il faut y porter une attention particulière, car ils pourraient conditionner l'utilisation en fonction de quels éléments électroniques. Cette substance se caractérise principalement par :

  • Conductivité thermique: C'est le facteur le plus important dans une pâte thermique, car c'est une substance dont le but est de dissiper la chaleur. Par conséquent, ils doivent avoir une bonne capacité à conduire la chaleur. Des unités telles que le watt par mètre-Kelvin sont utilisées pour mesurer ce facteur. Selon le type de pâtes ou la marque, cette conductivité peut fortement varier. Par exemple, ceux de cuivre, d'argent, de diamant ou d'aluminium ont de très bonnes propriétés à cet égard, d'autres comme l'oxyde de zinc, le nitrure d'aluminium, etc., pas tellement.
  • Conductivité électrique: Elle est liée à l'un des problèmes que peut causer la pâte thermique si elle conduit bien l'électricité. Généralement, les fabricants de pâtes ont tendance à montrer la résistance électrique que présente leur produit. Plus il est élevé (ohms par centimètre), meilleur sera l'isolant, donc ça peut être bien meilleur. Si la pâte a une faible résistance et conduit bien, cela pourrait entraîner des problèmes de court-circuit si elle entre en contact avec certaines pistes ou broches.
  • Coefficient de dilatation thermique: est l'autre unité à laquelle faire attention. Dans ce cas, il faut rechercher une pâte dont le coefficient soit le plus faible possible, c'est-à-dire qu'elle se dilate le moins possible avec la chaleur. Sinon, cela pourrait causer des problèmes de tension entre les composants.

Types de graisse thermique

coussin chauffant

Il existe plusieurs types de pâte thermique sur le marché, et il est important de distinguer toutes les solutions disponibles pour savoir laquelle choisir dans chaque cas, car elles ont toutes leur avantages et les inconvénients:

  • Coussin chauffant: Il s'agit d'un adhésif ou d'un tampon qui agit comme une interface conductrice de chaleur et son objectif est exactement le même que la pâte thermique, mais il peut être utilisé plus facilement et ne nécessite pas de contrôler les quantités, de s'assurer qu'il se dilate de manière homogène, etc., puisqu'il se colle simplement sur la surface du composant à dissiper ou sur le radiateur. Ils sont vendus séparément, bien qu'ils soient généralement préinstallés dans certains systèmes de réfrigération pour faciliter l'assemblage. Ceux-ci sont généralement constitués de silicone ou de cire de paraffine mélangée à des particules solides conductrices. À température ambiante, ils semblent plus solides, mais lorsqu'ils fonctionnent, ils deviennent plus fluides.
  • Pâte thermique: est la substance liquide visqueuse qui est vendue en boîtes avec pinceau d'application, tubes ou seringues pour une application facile. Dans cette pâte, vous pouvez trouver les types suivants :
    • En métal: ils utilisent des particules métalliques (zinc, cuivre, aluminium, argent, or...) pour le remplissage, et ils ont généralement une couleur grisâtre. Ils sont très populaires, et ils ne sont pas trop chers. Ils se comportent assez bien en termes de conductivité thermique, pouvant abaisser la température jusqu'à 6ºC dans certains cas. Cependant, ils ont un problème, et c'est leur conductivité électrique. Avec des particules métalliques, il pourrait se produire un court-circuit entre les contacts s'il y a des fuites.
    • Céramique: les particules de charge sont en céramique (oxyde de zinc, dioxyde de silicium, oxyde d'aluminium, ...), donnant des couleurs gris clair ou blanc. Le point fort de ces silicones thermiques est qu'ils sont très bon marché et ont une faible conductivité électrique, ils sont donc plus sûrs en cas de fuites. Cependant, leur conductivité thermique est pire, ils ne permettront donc d'abaisser la température que de 1 à 3°C par rapport à une interface qui ne l'utilise pas.
    • Carbone: ils sont plus chers et plus récents, mais ils offrent de meilleurs résultats. Ils sont généralement destinés aux systèmes nécessitant une dissipation thermique plus importante, tels que les puces overclockées, les équipements performants ou puissants, etc. Ils sont basés sur des particules comme la poussière de diamant, l'oxyde de graphène, etc. Dans ce cas, les propriétés sont presque parfaites, car d'une part elles ont une très bonne conductivité thermique comme celles du métal, et d'autre part elles ont une très faible conductivité électrique comme celles des céramiques.
    • Métal liquide: Ils ne sont pas si courants, mais sont souvent utilisés par certains fabricants ou passionnés pour les blocs de dissipation thermique des unités de traitement, etc. Bien qu'ils aient de bonnes propriétés de dissipation, voire un peu meilleures que ceux à base de métal, cet autre type est généralement coûteux et peut réagir avec les dissipateurs thermiques en aluminium, car ils utilisent des métaux tels que l'indium ou le gallium.
    • Hybrides: Il existe également des pâtes thermiques hybrides, c'est-à-dire qu'elles mélangent différents composants de charge comme base pour améliorer les propriétés.

Quel produit acheter ?

Si vous souhaitez acheter un produit de pâte thermique, voici quelques-uns des les meilleures marques et options que vous trouvez sur le marché :


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