Thermal Interface Materials
Mit zunehmender Miniaturisierung und Leistungsdichte elektronischer Baugruppen steigt die Bedeutung eines zuverlässigen Wärmemanagements. Entstehende Wärme muss kontrolliert von wärmeerzeugenden Bauteilen wie Leistungshalbleitern, LEDs oder Prozessoren zu einem Kühlkörper oder einer anderen wärmeableitenden Struktur geführt werden, um eine Überhitzung und letztendlich einen Schaltkreisausfall zu verhindern.
Thermal Interface Materials (TIM) sind spezielle Wärmemanagement-Materialien, die den thermischen Übergang zwischen wärmeerzeugenden Bauteilen und Kühlkörpern oder anderen Wärmeableitflächen verbessern. Sie füllen Unebenheiten und mikroskopisch kleine Luftspalte zwischen den Kontaktflächen aus. Dadurch wird der thermische Kontakt optimiert und der Wärmewiderstand an der Schnittstelle reduziert.
Wärmemanagement-Materialien für unterschiedliche Anforderungen
Zu den wichtigsten Aufgaben von Wärmemanagement-Materialien gehören:
- Effiziente Ableitung von Wärme aus elektronischen Bauteilen
- Reduzierung des thermischen Widerstands zwischen Bauteil und Kühlkörper
- Ausgleich von Unebenheiten und Luftspalten an thermischen Kontaktflächen
- Verbesserung der thermischen Anbindung zwischen Komponenten
- Unterstützung der zuverlässigen Funktion und Lebensdauer elektronischer Bauteile
- Anpassung an unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich Spaltmaß, Wärmeleitfähigkeit und Verarbeitung
Je nach Anwendung bietet das MG Chemicals Portfolio verschiedene Materialtypen für das Wärmemanagement.
Für dauerhafte Verbindungen stehen wärmeleitende Klebstoffe in unterschiedlichen Konsistenzen und mit verschiedenen Verarbeitungs- und Aushärtezeiten zur Verfügung.
Für Anwendungen, bei denen eine spätere Nacharbeit oder Demontage möglich sein soll, eignen sich Silikon-Gap-Filler und Wärmeleitpasten. Gap-Filler-Materialien überbrücken dabei thermische Kontaktspalte und passen sich unterschiedlichen Oberflächen und Geometrien an. Wärmeleitpasten ermöglichen eine effiziente thermische Anbindung und lassen sich bei späteren Reparaturen oder Wartungsarbeiten wieder entfernen.
Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Wärmeleitmaterials alle Anforderungen wie Wärmeleitfähigkeit, Verarbeitungszeit, Haftung und Verarbeitung, um das richtige Material zu finden.
Wärmeleitende Klebstoffe
Wärmeleitende, elektrisch isolierende Epoxidsysteme, die eine Überhitzung von Leiterplatten verhindern und gleichzeitig eine dauerhafte und strukturelle Verbindung bieten.
Wärmeleitpasten
Als Alternative zu Klebstoffen, Wärmeleitpads und Gap-Fillern, schaffen Wärmeleitpasten eine lösbare Verbindung zwischen wärmeerzeugenden Komponenten und Kühlkörpern. Verwenden Sie diese Materialien, um z.B. eine Überhitzung von Laptops und Spielekonsolen zu verhindern.
Thermische Gap Filler
Für eine bessere Wärmeableitung sollten Sie thermische Gap-Filler gegenüber anderen Lösungen in Betracht ziehen. Diese Materialien vernetzen zu einem elastischen Material, das sich perfekt an die Lücken zwischen wärmeerzeugenden Komponenten und Kühlkörpern anpasst.
Flüssige Thermogele
Wärmeleitende Gele zum sicheren Betrieb energieintensiver Geräte. Mit einer Wärmeleitfähigkeit zwischen 3,5 und 6,0 W/mK eignen sich diese Gele ideal für Anwendungen wie die Verbindung von Kühlkörpern, Leistungshalbleiterbauelementen und LED-Beleuchtung.
Wärmemanagement in der Elektronik
Ein effizientes Wärmemanagement ist insbesondere bei kompakten und leistungsstarken elektronischen Baugruppen entscheidend. Typische Einsatzbereiche für Wärmeleitmaterialien sind unter anderem:
- Leistungselektronik
- Leiterplatten und elektronische Baugruppen
- LED-Beleuchtung
- Prozessoren und Mikroelektronik
- Leistungshalbleiter
- Netzteile und Stromversorgungen
- Kühlkörper
- Industrieelektronik
- Energieintensive elektronische Geräte
Durch die gezielte Auswahl eines geeigneten Thermal Interface Materials lässt sich der thermische Übergang zwischen Bauteil und Kühlkörper optimieren.
Wärmemanagement Materialien passend zur Anwendung
Ob Wärmeleitklebstoff, Wärmeleitpaste, Gap Filler oder Thermogel die richtige Lösung ist, hängt von der jeweiligen Konstruktion und dem Fertigungsprozess ab.
Sie sind sich nicht sicher, welches Wärmeleitmaterial für Ihre Anwendung geeignet ist? Die technischen Berater von tewipack unterstützen Sie bei der Auswahl eines passenden Produkts und berücksichtigen dabei die technischen Anforderungen Ihrer Anwendung.
Welches Wärmeleitmaterial ist das richtige?
Bei der Auswahl eines Wärmeleitmaterials sollten neben der Wärmeleitfähigkeit weitere technische Eigenschaften berücksichtigt werden. Dazu gehören insbesondere:
- Erforderliche Wärmeleitfähigkeit
- Thermischer Widerstand
- Größe und Toleranz des zu überbrückenden Spalts
- Elektrische Isolierung oder elektrische Leitfähigkeit
- Gewünschte Haftung
- Verarbeitungszeit und Aushärtung
- Viskosität und Dosierbarkeit
- Elastizität
- Temperaturbeständigkeit
- Demontierbarkeit und Reparaturfähigkeit
- Anforderungen an den Fertigungsprozess
Die optimale Lösung ist daher nicht ausschließlich anhand eines einzelnen Kennwerts wie der Wärmeleitfähigkeit zu bestimmen.
Anwendungstabelle
| Material | Typische Eigenschaft | Geeignet für |
| Wärmeleitklebstoff | dauerhaft, wärmeleitend | Bauteilbefestigung, Kühlkörper |
| Wärmeleitpaste | lösbar, gute Wärmeübertragung | Prozessoren, Kühlkörper, Leistungselektronik |
| Gap Filler | elastisch, spaltüberbrückend | unterschiedliche Spaltmaße |
| Flüssiges Thermogel | anpassungsfähig, wärmeleitend | Leistunngshalbleiter, LEDs, komplexe Geometrien |
Produktempfehlungen zu Wärmemanagement Materialien
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Häufige Fragen
Wärmeleitpaste ermöglicht in der Regel eine lösbare thermische Verbindung, während Wärmeleitklebstoff eine dauerhafte mechanische Verbindung herstellen kann.
Gap Filler eignen sich insbesondere zum Überbrücken von Spalten zwischen elektronischen Komponenten und Kühlkörpern und können sich an unterschiedliche Oberflächen und Geometrien anpassen.
Neben der Wärmeleitfähigkeit sind unter anderem Spaltmaß, thermischer Widerstand, Haftung, Elastizität, Verarbeitung, Temperaturbeständigkeit und die gewünschte Demontierbarkeit relevant.
Je nach Konstruktion können Wärmeleitklebstoffe, Wärmeleitpasten, Gap Filler oder flüssige Thermogele eingesetzt werden. Die Auswahl sollte anhand der konkreten thermischen und mechanischen Anforderungen erfolgen.