Graisse thermique

La graisse thermique (également appelée pâte thermique, composé thermique ou graisse TIM) est un composé visqueux et thermoconducteur appliqué entre une source de chaleur et un dissipateur thermique pour combler les irrégularités de surface microscopiques qui, autrement, emprisonneraient des poches d'air isolantes. Contrairement à un pad thermique, elle n'a pas d'épaisseur définie — la pression de serrage la réduit à une ligne de jonction de généralement 10 à 50 µm, offrant la plus faible résistance thermique de contact de toutes les classes de TIM. En contrepartie, elle nécessite une application soignée, peut être expulsée sous l'effet des cycles thermiques et est plus salissante à retravailler qu'un pad.

Choisissez la graisse lorsque la ligne de jonction est fine et constante (un IHS plat contre une plaque froide en cuivre plate, un interstice inférieur à 50 µm) et lorsqu'il est essentiel d'obtenir la résistance thermique la plus faible possible — CPU haut de gamme, GPU, amplificateurs de puissance RF. Choisissez un pad (TIF) lorsque la ligne de jonction varie de plus de quelques centaines de microns, lorsque la vitesse d'assemblage et la facilité de retouche sont importantes, ou lorsque vous souhaitez une pièce sèche dans la nomenclature. La plupart des cartes de centres de données utilisent les deux : un pad sur la mémoire et les VRM, de la graisse sur la puce du GPU.

Le TIG7835L est un alliage de gallium-indium-étain qui est liquide à température ambiante, avec une conductivité thermique de ≈ 35 W/m·K — soit environ un ordre de grandeur au-dessus de la meilleure graisse silicone. Il est utilisé pour le contact direct avec la puce sur les processeurs à plus haut flux thermique. MISE EN GARDE CRITIQUE : le métal liquide est électriquement conducteur (résistivité < 10⁻⁴ Ω·m) et corrode l'aluminium au contact — ne l'utilisez jamais sur des dissipateurs de chaleur en aluminium, près de conducteurs exposés ou sans barrière de confinement. Vérifiez le matériau du boîtier (généralement du cuivre nickelé ou de l'aluminium nickelé sont acceptables) avant de le spécifier.

Les graisses thixotropes se fluidifient sous la pression de la pompe (facilitant ainsi leur distribution) mais retrouvent rapidement une viscosité plus élevée au repos (ce qui leur permet de rester en place et de résister à l'écoulement par gravité ou à l'expulsion due aux cycles thermiques). Utilisez les qualités -S pour les assemblages à montage vertical, le matériel sujet aux vibrations (véhicules, entraînements industriels, ventilateurs de serveurs) ou tout autre endroit où une graisse standard migrerait au cours de sa durée de vie. La conductivité λ est comparable aux équivalents non-S de même grade numérique.

Avec une préparation adéquate (surfaces rodées, pression de serrage contrôlée, une seule couche fine ou un point de la taille d'un petit pois), la graisse silicone atteint généralement une ligne de jonction de 10 à 30 µm, et le métal liquide de 1 à 10 µm. L'impédance thermique mesurée selon la norme ASTM D5470 suit l'épaisseur de la ligne de jonction ; plus elle est fine, mieux c'est en termes de °C·in²/W, jusqu'à ce que des poches d'air se reforment. La fiche technique du TIG780-50HP indique une ligne de jonction de 0,008 mm (8 µm) comme objectif pour un assemblage haute performance.

Une graisse à base de silicone de qualité (série TIG780) conserve généralement ses performances pendant 7 à 10 ans à des températures modérées et pendant 3 à 5 ans pour un service continu au-dessus de 100 °C. L'expulsion est le principal mode de défaillance dans les assemblages soumis à des cycles thermiques — choisissez une qualité thixotrope (-S) pour les environnements sujets aux vibrations ou à des cycles intensifs. Le métal liquide n'est pas expulsé mais peut migrer par mouillage ; prévoyez une barrière de confinement si le dissipateur thermique n'est pas scellé.