Guide de sélection de la pâte thermique
Le matériau d'interface thermique (TIM) est tout matériau utilisé pour améliorer le couplage thermique entre deux pièces. Nombreuses sont les appellations des TIM : composé thermique, graisse thermique, gel thermique, pâte pour dissipateur thermique, graisse pour CPU, enduit de rebouchage et pâte thermique. Chaque formulation offre un avantage dans des conditions d'utilisation spécifiques.
Mécanismes du transfert de chaleur
Le choix de la meilleure pâte thermique nécessite une certaine compréhension des mécanismes de transfert de la chaleur et de la façon dont l'épaisseur de la couche de pâte thermique, c'est à dire la surface de jonction, influence le choix du produit.
La surface de jonction peut être divisée en trois catégories :
- Faible, à moins de 75μ m
- Moyenne, de 75 à 250μ m
- Élevée, à plus de 250μ m
Il existe deux caractéristiques de performance thermique essentielles : la conductivité thermique (TC) et la résistance thermique (TR). Dans les applications de surface de jonction faible, la résistance thermique domine les performances. Dans les applications de surface de jonction élevée, la conductivité thermique domine les performances. Dans la surface de jonction moyenne, l'influence est mixte.
Conductivité thermique (TC)
La TC est une mesure du transfert de chaleur entre le matériau 1 et le matériau 2, exprimée en unités de W/mK (voir Figure 1). Plus la couche de pâte thermique est épaisse, plus l'influence de la conductivité thermique est importante. Exemples : Cuivre 385, acier 50,4, verre 0,80, TIM 0,6-8,0 et bois < 0,12.
Figure 1. Conductivité thermique. Comment la pâte thermique (matériau d'interface) crée
un chemin ininterrompu et thermo-conductrice entre deux matériaux.
Résistance thermique (TR)
La TR est une mesure de la chute de température à travers une interface de matériaux, exprimée en ° C/W. Les pâtes thermiques qui ont la meilleure structure de mouillage et de remplissage peuvent avoir une résistance thermique exceptionnellement faible avec une conductivité thermique modérée. Dans les applications de faible et moyenne épaisseur, cette résistance thermique plus faible peut améliorer considérablement le transfert de chaleur car le couplage thermique est plus efficace.
| Caractéristiques | ||||||||||
| FORMULE | 52022 | 52050 | 52054 | 52055 | 52160 | 53053 | 53054 | |||
| Densité spécifique à 25° C | 2.7 | 2.6 | 3.0 | 2.8 | 2.6 | 2.8 | 3.0 | |||
| Saignement : 24 h, % masse | 0.1 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.3 | 0.5 | 0.01 | |||
| Évaporation : 150C, 24 h, % masse | 0.15 | 0.6 | <2.0 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | <2.0 | |||
| Conductivité thermique : W/m-K | 0.92 | 3.8 | 1.3 | 1.3 | 2 | 3.5 | 1.6 | |||
| Rigidité diélectrique : V/mil | 305 | 351 | 265 | 265 | n/a | 318 | 265 | |||
| Constante diélectrique : 25° C, 1000Hz | 4.5 | 4.92 | 5.02 | 5.02 | n/a | 5 | 5.02 | |||
| Facteur de dissipation : 25° C, 1000Hz | 0.0029 | 0.0032 | 0.0022 | 0.0022 | n/a | 0.0027 | 0.0022 | |||
| Résistivité volumique : Ohm-cm | 1.65x10^14 | 1.0x10^13 | 2.0x10^15 | 2.0x10^15 | conducteur | 2.15x10^15 | 2.0x10^15 | |||
| Température d'utilisation : °C | -40 à 200 | -40 à 200 | -40 à 180 | 0 à 180 | -40 à 200 | -40 à 200 | -40 à 180 | |||
| Débit : g/mn | 4 à 7 | 1 à 3 | 8 à 9 | 4.5 à 6.5 | 3 à 8 | 7 à 9 | 5 à 6 | |||
| Surface de jonction minimum : mm | 0.0381 | 0.0508 | 0.0127 | 0.0127 | 0.0254 | 0.1270 | 0.0127 | |||
| Viscosité : 25° C kCps | 460 | 350 | 470 | 620 | 230 | 1000 | 510 | |||
| Viscosité : 50° C kCps | 400 | 60 | 410 | 550 | 170 | 400 | 470 | |||
| Aspect | Pâte lisse, blanc cassé | Pâte, gris foncé | Pâte lisse blanche | Pâte lisse blanche | Pâte lisse grise | Pâte, blanc crème | Pâte lisse blanche | |||
| Durée de vie | 1 an | 1 an | 1 an | 1 an | 1 an | 1 an | 1 an | |||
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