gel thermique et pâte thermique sont deux couramment utilisés matériaux d'interface thermique pour la dissipation de la chaleur dans les appareils électroniques. Les deux sont utilisés pour transférer la chaleur générée par les produits électroniques vers le dissipateur de chaleur. Physiquement, ils peuvent sembler assez similaires au premier abord, et tous deux offrent une conductivité thermique efficace. Mais quelles sont les différences concrètes qui importent pour vous ?
Si vous travaillez sur une solution de gestion thermique et que vous hésitez entre les deux options, ce guide vous sera utile. Il compare les deux produits selon six critères, dont l'apparence, la conductivité thermique, la durée de vie et le coût, afin de vous aider à choisir rapidement le produit le plus adapté à vos besoins.
Qu'est-ce que le gel thermique ?
Le gel thermique est un matériau d'interface thermique liquide, conçu pour un remplissage efficace des grands espaces et une utilisation prolongée. Il offre d'excellentes performances de refroidissement, une grande fiabilité, une grande stabilité et une distribution automatique. Idéal pour la production en série de produits électroniques, il contribue à réduire les coûts globaux à long terme et est fréquemment utilisé dans les radars militaires, les téléphones portables, les alimentations électriques, les décodeurs et autres équipements industriels.
Qu'est-ce que la pâte thermique (graisse thermique) ?
La pâte thermique est également connue sous le nom de graisse thermique. Comparée au gel thermique, la pâte thermique peut atteindre une très faible résistance thermique et une conductivité thermique supérieure grâce à son excellent mouillage, sa fluidité et sa capacité à combler les moindres interstices.
Elle est plus adaptée aux applications de précision dans les petits espaces et son coût initial est plus faible ; cependant, ses performances et sa durée de vie sont plus sensibles aux variations de température et aux conditions d'utilisation. C'est pourquoi la pâte thermique est souvent privilégiée lorsqu'une conductivité thermique très élevée est requise dès le départ.
Principales différences entre le gel thermique et la pâte thermique
Apparence
Le gel thermique et la pâte thermique sont tous deux des matériaux pâteux sans forme définie. Cependant, la pâte thermique est plus fine, plus souple et plus fluide, tandis que le gel thermique est plus épais, plus visqueux et moins susceptible de s'écouler ; il présente des propriétés thixotropes. 
Qu'est-ce qui fait cette différence ?
Les images ci-dessous montrent que leurs structures moléculaires sont différentes, ce qui entraîne des différences de fluidité, de conductivité thermique et de stabilité.
Pâte thermique
Fabriqué par mélange direct de charges thermoconductrices et de petites molécules d'huile de silicone, ce matériau présente une excellente mouillabilité, remplit parfaitement les interstices entre les composants électroniques et les dissipateurs thermiques, et possède une conductivité thermique très élevée.
gel thermique
produites en réticulant d'abord ces petites molécules de silicone en macromolécules à longue chaîne, puis en les mélangeant Grâce aux charges conductrices, le matériau présente une viscosité donnée et une grande stabilité.
En termes de couleur
Les produits en gel thermique sont disponibles dans différentes teintes, notamment bleu, vert, blanc, gris, rose et jaune, tandis que la pâte thermique est généralement blanche ou grise.
Conductivité thermique
La conductivité thermique de la pâte thermique se situe généralement entre 1,0 et 8,0 W/m·K.
Grâce à sa plus grande finesse et à sa fluidité, il présente une meilleure mouillabilité. Il remplit les cavités de surface avec plus de souplesse et de précision, assurant ainsi un transfert de chaleur plus efficace et une conductivité thermique extrêmement élevée. Toutefois, après une utilisation prolongée, notamment à haute température et haute pression, il peut se dessécher, s'oxyder, fuir ou se solidifier.
De plus, nous recommandons généralement d'appliquer la pâte thermique avec parcimonie, plutôt qu'en couche trop épaisse. (L'épaisseur de la ligne de collage ne doit généralement pas dépasser 2 mm.)
La conductivité thermique du gel thermique se situe généralement entre 1,0 et 15,0 W/m·K.
La conductivité thermique du gel thermique est inférieure à celle de la pâte thermique. Cependant, il présente des avantages significatifs en termes de fiabilité, notamment sa faible viscosité et sa capacité à sécher rapidement.
Grâce à sa viscosité et à son adhérence élevées, le gel thermoconducteur est moins susceptible de se déplacer ou de s'évaporer lors d'une utilisation prolongée. Selon la granulométrie de la charge, il peut être utilisé dans des applications allant de quelques centaines de micromètres à quelques millimètres.
Méthode d'utilisation
Il faut appliquer la pâte thermique à l'aide d'une spatule. L'opération est simple, mais une application excessive ou irrégulière peut nuire aux performances thermiques. Elle exige une application précise, fine et uniforme de la pâte, ce qui explique le coût de la main-d'œuvre relativement élevé.
Le gel thermique, quant à lui, est appliqué à l'aide d'un distributeur qui délivre une quantité fixe à des points précis. Cette méthode permet de réduire la main-d'œuvre, assure un fonctionnement efficace et automatisé, et convient mieux aux applications sur de grandes surfaces.
Application
Grâce à son excellente conductivité thermique et à sa facilité d'application, la pâte thermique est couramment utilisée pour refroidir les composants électroniques générant beaucoup de chaleur, tels que les processeurs, les cartes graphiques, les transistors et les cartes de décodage DVD de haute précision.
Le gel thermique offre une grande fiabilité, une excellente stabilité et une facilité d'utilisation. Il est couramment utilisé dans les composants générant de la chaleur, tels que l'électronique automobile, les systèmes de communication, les puces 5G des téléphones mobiles, la vidéosurveillance et l'éclairage LED. Particulièrement adapté au remplissage de grands interstices ou au revêtement de grandes surfaces, il est fréquemment employé dans l'électronique automobile et les équipements de communication.
Propreté et durée de vie
La durée de vie de la pâte thermique dépend de la température et des conditions d'application. Exposée à des températures extrêmes pendant une période prolongée, elle a tendance à sécher et à se transformer en poudre, voire à s'effriter en poussière lorsqu'on la presse à la main. Un contrôle et une application réguliers sont donc nécessaires.
La durée de vie typique du gel thermique est d'environ 5 à 10 ans. Il présente une meilleure stabilité que la pâte thermique.
Coût
Dans un premier temps, la pâte thermique est abordable et suffisante, tandis que le gel thermique nécessite un investissement supplémentaire en équipement de distribution. Par conséquent, le gel thermique engendre un coût plus élevé. Cependant, pour les solutions de dissipation thermique à grande échelle et à long terme, en tenant compte de facteurs tels que la surface de dissipation, la main-d'œuvre, la durée de vie et l'efficacité, le gel thermique peut s'avérer plus rentable sur le long terme.
Résumé
Le rôle principal du gel thermique est pour combler les espaces de l'ordre du millimètre, tandis que la pâte thermique est utilisé pour le mouillage d'interface au niveau du micromètre.
Si vous avez besoin conductivité thermique élevée à court terme pour petits espaces, par exemple pour le refroidissement des processeurs, des cartes graphiques ou des SSD, envisagez d'utiliser pâte thermique.
gel thermique sera une meilleure option pour votre conception lorsque vous aurez besoin d'un longue durée matériau thermique pour zones plus vastes / plusieurs emplacements là où une conductivité thermique extrême et une BLT ne sont pas requises — comme dans électronique automobile ou équipement de communication.
Si vous souhaitez en savoir plus sur le gel thermique, la pâte thermique ou d'autres matériaux TIM/EMI, n'hésitez pas à nous contacter. Gallop Innotek Nous sommes un fabricant de matériaux d'interface thermique offrant une solution complète. Nous pouvons vous accompagner non seulement dans le choix des matériaux, mais aussi dans la mise en œuvre de solutions thermiques.
FAQ
1. Le gel thermique est-il meilleur que la pâte thermique ?
Pas exactement. Chacun a ses propres avantages.
En termes de fiabilité et de durée de vie, le gel thermoconducteur est supérieur. Sa viscosité et son adhérence le rendent moins sujet aux migrations et à l'évaporation, moins susceptible de sécher et de devenir huileux, et sa durée de vie peut atteindre 5 à 10 ans. Lors du processus de production, il est possible d'appliquer le gel thermoconducteur à l'aide de machines de distribution automatisées. Cela permet de réaliser des économies de main-d'œuvre et de coûts, et d'optimiser la production à grande échelle.
En termes de conductivité thermique, la pâte thermique présente une excellente conductivité initiale et une faible résistance thermique. Elle offre un mouillage et une fluidité exceptionnels, comblant parfaitement les interstices entre les composants électroniques et les dissipateurs thermiques. Ceci contribue à un transfert de chaleur plus efficace. La pâte thermique est donc adaptée aux produits électroniques exigeant une conductivité thermique initiale extrêmement élevée. Cependant, sa stabilité et sa durée de vie peuvent être affectées par la température ambiante. De plus, son application, généralement manuelle, la rend inadaptée à la production en série de produits électroniques.
