Wärmeleitpad

Beim Betrieb elektronischer Bauteile, insbesondere in der Leistungselektronik, entstehen teilweise sehr hohe Verlustleistungen, die über das freistehende Gehäuse des Bauteils allein nicht abgeführt werden können. Die Bauteile werden daher mit Kühlkörpern versehen. Bei der Montage auf diesen Kühlkörpern verbleiben durch Unebenheiten stets Lufträume, die den Wärmeübergang stark behindern. Aufgabe der Wärmeleitpads ist es daher auch, die Luft aus diesen Zwischenräumen zu verdrängen und so den Wärmeübergang zu verbessern.

Oft ist dabei eine elektrische Isolation zwischen Kühlkörper und der der Wärmeableitung dienenden Fläche des Bauteiles erforderlich, weil diese Flächen häufig unterschiedliche elektrische Potentiale führen. Die hierfür verwendeten Isolierscheiben können ebenfalls zu den Wärmeleitpads gerechnet werden, da sie aus elektrisch isolierenden, jedoch gut wärmeleitenden Materialien hergestellt werden. Sie erfordern in der Regel jedoch zusätzlich den Einsatz von Wärmeleitpaste.

Elastisches Wärmeleitpad auf Silikongummi-Basis an der wärmeableitenden Abdeckung (oben)

Je nach Anforderungen werden unterschiedliche Materialien eingesetzt.

• Elektrisch isolierte Montage:
  • Silikongummi-Folien und -hülsen, teilweise mit Glasfasergewebe-Einlage;
  • großflächige Silikonmatten zur wärmeleitenden und gleichzeitig vibrationsdämpfenden Montage, beispielsweise zwischen SMD-bestückten Leiterkarten und Kühlkörpern oder Gehäuseteilen, die als Kühlkörper dienen; Die Wärmeleitfähigkeit liegt im Bereich um 5 W/(m·K).[1]
  • Glimmerscheiben;
  • Keramikscheiben (meist Aluminiumoxidkeramik);
  • Kunststofffolien (Kapton), die teilweise mit Paraffin-Beschichtung zur Füllung von Lufträumen durch Aufschmelzen im Betrieb oder mit einer selbstklebenden Beschichtung konfektioniert sind.

• Unisolierte Montage:
  • Thermoplastische Pads als Alternative zu Wärmeleitpaste, (z. B. bei Prozessoren); sie schmelzen im Betrieb durch die Erwärmung auf und passen sich so an die Unebenheiten an.
  • weiche Metallfolien, z. B. aus Indium[2]
  • Grafitfolien[3]

• Chakravarti V. Madhusudana: Thermal Contact Conductance. 2. Auflage. Springer, 2013, ISBN 978-3-319-01276-6.

1. Technisches Datenblatt, Wärmeleitfolie Keratherm 86/60. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 8. April 2016; abgerufen am 25. September 2014.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.kerafol.com
2. http://www.cmr-direct.com/de/indium-foil/cmr-in50um-100x100mm Angebot Indiumfolie mit Verwendungshinweisen, Website der Fa. CMR-Direct (Großbritannien)
3. http://www.kerafol.com/thermal-management/keratherm-produktuebersicht/keratherm-grafitfolien/ Informationen der Fa. Keramische Folien GmbH (Deutschland) zu Graphitfolien