À mesure que les appareils électroniques deviennent de plus en plus compacts et puissants, une gestion thermique efficace est devenue essentielle pour maintenir les performances, la fiabilité et la durée de vie. La chaleur générée par les LED, modules de puissance, composants semi-conducteurs, électronique automobile et autres dispositifs électroniques doit être transférée efficacement des composants générant de la chaleur vers les dissipateurs thermiques ou les systèmes de refroidissement.
Cependant, même les surfaces lisses présentent des irrégularités microscopiques. Lorsque deux composants sont assemblés, de minuscules espaces d’air peuvent subsister entre eux, augmentant la résistance au contact thermique et réduisant l’efficacité du transfert de chaleur.
C’est ici queMatériaux d’interface thermique (TIM)Tu entres en jeu.
Parmi les différentes solutions TIM,Gel conducteur thermique, également appelé gel thermique ou remplissage thermique jetable, offre une combinaison de douceur, de conformité, de capacité de remplissage des espaces et de conductivité thermique. Contrairement aux tampons thermiques rigides, le gel thermique peut s’adapter à des surfaces inégales et s’adapter aux variations d’épaisseur des interstices. Il peut également être distribué directement sur des composants, ce qui le rend adapté aux processus de fabrication automatisés.
Mais qu’est-ce que le gel conducteur thermique exactement ? Comment cela fonctionne-t-il, et en quoi est-il différent de la graisse thermique ou des tampons thermiques ? Plus important encore, comment choisir le bon gel thermique pour votre application ?
Dans ce guide, nous expliquerons les propriétés, les principes de fonctionnement, les applications, les avantages et les considérations de sélection du gel conducteur thermique afin de vous aider à comprendre quand et pourquoi il peut être utilisé pour la gestion thermique.
Le gel thermique (également connu sous les noms de gel conducteur thermique, gel dissipateur de chaleur, gel CPU et gel de processeur, etc.) est un matériau thermoconducteur à base de silicone similaire au gel, formé par le brassage, le mélange et l’encapsulation de la résine de silicone, un agent réticulant, un agent de charge conducteur thermique et un agent de durcissement conducteur.
Il contient une partie et deux parties de gel de silicone conducteur thermique. Parmi eux, le gel thermique à deux composantes est divisé en composantes A et B. Le composant A est composé de résine siliconeuse, d’agent réticulant et de produit de remplissage, tandis que le composant B est composé de résine siliconée, de catalyseur et de charge. Après le mélange et le séchage, il devient du gel de silice thermique.
Modules de puissance
Modules IGBT
Éclairage LED
Électronique automobile
Équipements de télécommunications
Alimentations électriques
Électronique grand public
CPU / GPU
Systèmes de batteries et de stockage d’énergie
Équipements de contrôle industriel
Comme le gel thermique contient une grande proportion de charges thermiquement conductrices et que la viscosité du caoutchouc est élevée, le gel conducteur thermique est sujet aux bulles d’air lors de la production et de l’emballage du tube en caoutchouc. La génération de bulles provoque la solidification du caoutchouc qui forme une cavité, ce qui affecte l’apparence du gel de transfert thermique et réduit la conductivité thermique.
S’il y a des bulles dans un composant du gel thermique à deux composants, cela affectera également le ratio de mélange de la colle AB et la performance de tous les aspects du produit.
Lors du test de distribution du gel conducteur thermique, si la sortie de la colle est trop petite, si la pression d’extrusion ou la viscosité du gel conducteur thermique est trop élevée, la colle déborde de l’extrémité du tuyau. L’une des principales raisons est que, lors de presser la colle par le couvercle arrière, la colle serre aussi inversement le cache-queue. Lorsque la pression est trop élevée, le couvercle arrière ne peut pas résister à la déformation et aux débordements. La seconde est que le gel comprime thermiquement le tube d’emballage, ce qui provoque la déformation et le débordement du tube d’emballage.
| Caractéristiques | Gel thermique | Graisse thermique | Pad thermique |
| Forme | Gel | Pâte | Tapis solide |
| Comblement des espaces | Excellent | Limité | Bien |
| Surfaces irrégulières | Excellent | Bien | Limité |
| Distribution automatisée | Oui | Oui/limité | Non |
| Force de compression | Low | Low | Moyen/Haut |
| Flexibilité de l’épaisseur | Haut | Très haut | Fixé |
| Retravaillabilité | Cela dépend de la formulation | Généralement facile | Doucement |
| Application | Automatisé / distribution | Impression / revêtement | Assemblage manuel |
| Le meilleur pour | Interruptions irrégulières et production de masse | Interfaces fines | Espaces fixes |
Le saignement ou la migration d’huile peut contaminer les composants environnants et affecter la fiabilité à long terme, selon la formulation et l’environnement d’application.
Bien que la plaque thermique ait une longue durée de vie, elle présente une forte résistance thermique et nécessite une pression de travail plus élevée.
Le gel thermique combine plusieurs avantages de la graisse thermique et des tampons thermiques, notamment pour le remplissage des espaces, la conformité et la distribution automatisée. Cependant, la sélection du matériau doit toujours se baser sur la conductivité thermique, l’épaisseur de l’espace, les exigences de compression, le comportement de durcissement et les conditions d’application.
Le gel conducteur thermique est une graisse de silicone mélangée à des particules à haute conductivité thermique (comme l’alumine, la poudre d’argent, etc.), puis, à travers un traitement thermique, permet de réticuler le siloxane de faible poids moléculaire, puis de former un gel.
Le remplissage thermique est une substance à l’état gélifié entre le liquide et le solide. Elle présente non seulement les caractéristiques de récupération de forme, une forte cohésion du matériau, une forte résistance à la chaleur, une bonne stabilité thermique à long terme, etc., mais elle possède aussi une résistance thermique extrêmement faible comme la graisse de silicone thermoconductrice capable de combler des espaces et une forte adhérence.
AntasGel thermique à deux composantesModèle de produit
Gel de dissipation thermique ZS-GF-5299Best une sorte de gel de silicone à deux composants, semblable à une pâte, moulant à haute conductivité thermique, qui peut être durci par chauffage, et qui a pour caractéristique que plus la température est élevée, plus le durcissement est rapide.
Ce remplissage thermique ne produit aucun sous-produit lors de la réaction de durcition. Il convient aux matériaux et surfaces métalliques en PC, PP, ABS, PVC et autres, et peut être utilisé dans un environnement de -40°C à 200°C et répond pleinement aux exigences des directives ROHS et REACH de l’UE.
Gel thermique à un composant / à deux composants
Conductivité thermique personnalisée
Différentes options de viscosité
Différentes options d’emballage
Capacité de R&D
Capacité de production
Contrôle qualité
OEM / ODM
Formulation personnalisée
Sélection des produits
Tests d’application
Compatibilité de distribution
Tests d’échantillons
Prise en charge TDS / MSDS
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Le gel thermique est un matériau d’interface thermique (TIM) doux et conformable, utilisé pour améliorer le transfert de chaleur entre les composants générateurs de chaleur et les dissipateurs thermiques ou autres surfaces de refroidissement. Il comble de minuscules espaces d’air et d’irrégularités de surface, contribuant à réduire la résistance au contact thermique.
Le gel conducteur thermique peut être utilisé dans des applications telles que l’électronique de puissance, l’éclairage LED, les équipements de télécommunications, l’électronique automobile, les systèmes de contrôle industriels et d’autres dispositifs électroniques nécessitant une dissipation efficace de la chaleur.
Non. Le gel thermique et la graisse thermique sont tous deux des matériaux d’interface thermique, mais ils possèdent des propriétés physiques et des caractéristiques d’application différentes.
La graisse thermique est généralement un matériau pâteux conçu pour former une fine couche d’interface thermique, tandis que le gel thermique est généralement plus tendre et peut être conçu pour combler des espaces plus grands ou irréguliers. Le gel thermique peut également convenir aux applications de distribution automatisée où un placement contrôlé des matériaux est nécessaire.
Le bon matériau dépend de facteurs tels que l’épaisseur de l’interstice, la conductivité thermique, la viscosité, la méthode de distribution, la température de fonctionnement et les exigences d’assemblage.
De nombreux gels conducteurs thermiques à base de silicone sont formulés pour offrir une isolation électrique tout en offrant une bonne conductivité thermique. Cependant, l’isolation électrique dépend de la formulation et ne doit pas être supposée pour tous les gels thermiques.
Lorsque l’isolation électrique est importante, vérifiez les données techniques du fabricant pour des propriétés telles que la résistivité volumique, la résistance diélectrique et la constante diélectrique avant de sélectionner un produit.
La principale différence réside dans leur forme physique et leur méthode d’application.
Les tampons thermiques sont des matériaux solides préformés d’une épaisseur définie, tandis que les gels thermiques sont des matériaux mous et dispensables qui peuvent s’adapter à des surfaces inégales et s’adapter aux variations d’épaisseur des fentes.
Le gel thermique peut être une meilleure option lorsque :
L’épaisseur de l’écart varie selon l’ensemble
Les surfaces d’accouplement sont inégales ou irrégulières
Une quantité personnalisée de matériau thermique est requise
La distribution automatisée est préférée
Une contrainte d’assemblage faible est importante
Les tampons thermiques peuvent être plus adaptés lorsqu’une épaisseur fixe et une installation simple sont requises.
Oui, le gel thermique peut être conçu pour combler de plus grands espaces que la graisse thermique conventionnelle, mais l’épaisseur maximale recommandée dépend de la formulation spécifique.
Lors du choix d’un remplissage thermique à interstice, il faut prendre en compte non seulement l’épaisseur nominale de l’interstice mais aussi la viscosité du matériau, son comportement d’écoulement, ses caractéristiques de compression, son comportement de durcissement ou de séchage, sa conductivité thermique et sa stabilité à long terme.
Pour les applications avec des espaces relativement grands ou variables, un gel thermique jetable peut offrir plus de flexibilité qu’un coussinet thermique préformé.
Oui. De nombreux gels thermiques jetables sont conçus pour une distribution automatisée et peuvent être intégrés dans les chaînes de production.
La distribution automatisée peut aider à contrôler :
Volume de distribution
Poste de candidature
Épaisseur du matériau
Régularité de la production
Temps de cycle d’assemblage
Cependant, la performance de distribution dépend de la viscosité, de la rhéologie, de l’emballage, des caractéristiques de durcissement et de l’équipement de distribution utilisé. Il est recommandé d’évaluer le gel thermique en même temps que le système de distribution prévu avant la production de masse.
Cela dépend du type de gel thermique.
Certains gels thermiques sont conçus pour rester doux et flexibles après application, tandis que d’autres peuvent subir un durcissement ou d’autres modifications de leurs propriétés physiques. La performance à long terme dépend de la formulation, de la température de fonctionnement, des conditions environnementales et de la conception de l’application.
Lors de l’évaluation d’un gel thermique, il faut aller au-delà de la conductivité thermique initiale et prendre en compte sa stabilité à long terme, ses débordements d’huile, son retrait, ses variations de dureté et sa résistance à la température et à l’exposition environnementale.
Une conductivité thermique plus élevée ne signifie pas toujours une meilleure solution d’interface thermique.
La conductivité thermique appropriée dépend de la charge thermique, de l’épaisseur de l’interface, de la température des composants, du système de refroidissement disponible et des exigences globales de résistance thermique.
En plus de la conductivité thermique, considérons :
Résistance thermique
Épaisseur de l’écart
Viscosité et comportement de distribution
Plage de température de fonctionnement
Exigences en isolation électrique
Compression ou contrainte mécanique
Fiabilité à long terme
Compatibilité avec les substrats et composants
Pour cette raison, la conductivité thermique doit être évaluée en même temps que le système complet de gestion thermique plutôt que considérée comme une spécification autonome.
Lors du choix d’un fabricant de gel thermique, évaluez à la fois le matériau lui-même et ses capacités techniques et de production.
Les facteurs importants incluent :
Performance thermique :Le fabricant fournit-il des données fiables sur la conductivité thermique et la résistance thermique ?
Régularité des produits :Le fabricant peut-il maintenir une performance stable entre les lots de production ?
Support des applications :Le fournisseur peut-il aider à la sélection des matériaux, à la distribution et aux tests d’application ?
Personnalisation :La formulation, la viscosité, la conductivité thermique, l’emballage ou d’autres propriétés peuvent-elles être personnalisées lorsque nécessaire ?
Contrôle qualité :Le fabricant dispose-t-il de procédures appropriées de test et de contrôle qualité ?
Capacité de production :Le fournisseur peut-il soutenir à la fois les tests d’échantillonnage et la production à grande échelle ?
Documentation :Le TDS, le SDS, les rapports de test et d’autres documents techniques sont-ils disponibles ?
Capacités OEM/ODM :Le fabricant peut-il fournir des produits personnalisés ou des solutions en marque de distributeur si nécessaire ?
Pour les applications industrielles, il est généralement préférable de travailler avec un fabricant de gel thermique capable de fournir les deuxPerformance des matériaux et support applicatif, plutôt que de choisir un fournisseur uniquement sur la base de la conductivité thermique.
Jointas Chemical fournit des solutions de matériaux d’interface thermique pour les applications électroniques et de gestion thermique. Si vous cherchez unFabricant de gel thermique, fournisseur de gel conducteur thermique, ou remplissage thermique personnalisé, contactez notre équipe technique pour discuter de vos besoins en candidature et demander des informations sur les produits ou des échantillons.