WÄRMELEITPADS

Wärmeleitpads (englisch Thermalpad) sind Folien zur optimalen Leitung von Verlustwärme. Dielektrische Wärmeleitpads kommen bei elektrisch nicht isolierten Bauelemente zum Einsatz. Diese Wärmeleitpads bestehen meist aus Silikon, Polymeren oder Kunststoffen z.B. Polyimid und sind meist mit wärmeleitenden Keramiken wie z.B. Aluminium Oxid, Aluminium Hydroxid, Bornitrid oder Zinkoxid mehrmodal gefüllt. Ist eine elektrische Isolation nicht erforderlich, kommen in der Regel Grafitfolien oder Phase Change Folien und Filme zum Einsatz.

Wärmeleitpads sind Folien und Filme, die aus einem besonders wärmeleitenden Material gefertigt sind. Die Funktionsweise ist einfach: Aufgebracht auf ein Bauteil, in dem während des Betriebs Verlustwärme entsteht, verdrängt das Wärmeleitpad die Luft, die sonst diesen Raum eingenommen hätte. Die Wärme des Bauteils wird also nicht mehr über Konvektion an die Umgebungsluft abgegeben, sondern über Konduktion durch das Wärmeleitpad an die Wärmesenke. Dieses hat eine deutlich bessere Wärmeleitfähigkeit als Luft und leitet die Wärme entsprechend schnell. Insbesondere, wenn es um Wärmeleitpads von HALA geht: Mit einer Wärmeleitfähigkeit bis 20 W/mK liegen z.B. HALA Gap-Filler weit über der Wärmeleitfähigkeit von Luft (0,0262 W/mK).

Um das passende Wärmeleitpad für eine Anwendung zu finden, spielt eine Vielzahl von Faktoren eine Rolle, wie zum Beispiel die Maße des zu überbrückenden Spaltes und die mechanischen Toleranzen. Um ein Wärmeleitpad optimal darauf anzupassen, haben wir mittlerweile sogar die Möglichkeit, einige Gap-Filler Typen in drei Dimensionen oder als Sets auszuführen. Entscheidend für die Auswahl des passenden Wärmeleitpads sind die thermischen und die dielektrischen Eigenschaften. Bei HALA bieten wir verschiedene Wärmeleitpads mit einer Wärmeleitfähigkeit bis 20 W/mK an, die entweder elektrisch isolierend oder nicht isolierend sein können. Darüber ist das mechanische Kompression- und Kontaktverhalten wesentlich, was darüber entscheidet, wie gut die Anschmiegung, der thermische Kontaktwiderstand und die Benetzung sind.

Aus diesen Angaben ergibt sich in der Regel auch schon das Material, das am besten für den Einsatz in der Anwendung geeignet ist. Sollte es aber von Ihrer Seite aus Vorgaben geben, finden wir sicher auch dafür eine Lösung. Viele unserer Kunden sind zum Beispiel aus der Automotive Branche und setzen bevorzugt auf silikonfreie Lösungen. Ein weiterer Faktor, um das richtige Wärmeleitpad auszuwählen, ist der Temperaturbereich, dem das Material standhalten muss. Auch hier unterscheiden sich mögliche Lösungen deutlich.

Zusammengefasst: Die wichtigsten Eigenschaften zur Auswahl eines Wärmeleitpads

• Wärmeleitfähigkeit λ in W/mK
• Wärmewiderstand R_th in K/W
• Elektrische Spannungsfestigkeit in kV/mm bzw. Durchschlagsspannung in kV
• Dickenbereich
• Kompressionsverhalten
• Betriebstemperaturbereich
• Materialvorgaben, z.B. Silikonfreiheit

Dazu kommt eine Vielzahl weiterer Kriterien bzgl. der Auswahl, wie zum Beispiel die UL Registrierung nach VO, die Möglichkeiten zur Verarbeitung und Montage vor Ort, das Projekt-Budget (Design-to-Cost) und das Zeitfenster zur Realisierung.

Sie möchten es sich einfach machen? Kontaktieren Sie direkt einen unserer Ansprechpartner – wir finden mit Sicherheit eine passende Lösung für Sie.

Sehr häufig werden Wärmeleitpads in Laptops und Computern eingesetzt, da sie im Vergleich zu Wärmeleitpasten nicht flüssig oder pastös, mit dem Risiko der Verschmierung und Alterung, sind. Dabei geht es zum einen um die Ableitung der Verlustwärme des Akkus, zum anderen um die Kühlung von Prozessoren, also CPU (Central Processing Unit). Bei besonders leistungsfähigen Laptops oder Computern, zum Beispiel im Gaming-Bereich oder bei Graphikkarten, droht der Prozessor schnell zu überhitzen. Daher wird kontinuierlich an der Anbindung des Prozessors an den Kühlkörper gearbeitet. Mit einem Hochleistungswärmeleitpad ist das einfach, da das Wärmeleitpad sich mit seiner Auflagefläche optimal an den anzubindenden Prozessor anpasst und die Kühlung gleich bei Inbetriebnahme optimal wirkt. Eine besonders wirksame Variante stellen Phase Change Materialien (PCM) dar, die bei Erwärmung weich werden und schon bei der ersten Inbetriebnahme die Oberflächen so benetzen, dass die Kontaktflächen bei minimaler Dicke (Bond Line) vollständig und optimal benetzt werden. Das Ergebnis ist der bestmögliche thermische Kontakt.

Eine beliebte Alternative zu Wärmeleitpads sind Wärmeleitpasten. Bei Wärmeleitpasten handelt es sich in der Regel um pastöse Compounds meist aus einer Komponente als Trägerstoff z.B. Silikon mit untergemischten wärmeleitenden Füllern. Wärmeleitpasten werden flüssig aufgetragen, was eine flexible Anwendung ermöglicht. Um die Wiederholbarkeit der Auftragsgüte sicher zu stellen sind aber hohe Anforderungen an die Präzision und an die Zeit des Montageprozess gestellt, was zu Kosten führt, die oft nicht in Kauf genommen werden. Wärmeleitpads sind hingegen einfach und prozesssicher ohne Verunreinigungen zu verarbeiten und decken schnell eine große Fläche ab. Eine besonders wirksame Alternative stellen Phase Change Materialien (PCM) dar, die bei Erwärmung weich werden und schon bei der ersten Inbetriebnahme die Oberflächen so benetzen, dass die Kontaktflächen bei minimaler Dicke (Bond Line) vollständig und optimal benetzt werden. Das Ergebnis ist der bestmögliche thermische Kontakt. Was sich besser für Ihr Projekt eignet, hängt demnach von vielen Faktoren ab. Wenn Sie sich unschlüssig sind, kontaktieren Sie einfach einen unserer Ansprechpartner – wir beraten Sie gerne jederzeit kostenlos.

In der Regel kommt entweder ein Wärmeleitpad oder eine Wärmeleitpaste zum Einsatz. Beides zusammen wäre hoch aufwendig und führt nicht zum erwünschten Ziel. Im Gegenteil: Der Aufbau wird zu dick und die Wärmebrücke größer. Auch sollten nicht mehrere Wärmeleitpads zusammen verwendet werden, da es zu Hitzestau zwischen den Pads kommen kann, wenn die Verbindung durch Kaschieren nicht fachmännisch ausgeführt wird. Am besten ist es daher, von Anfang an eine integrierte passende Wärmeleitlösung zu finden, die optimal zum Projekt passt, ganz ohne Bastelversuche.

Eine traditionelle Ausnahme, die die Regel bestätigt, sind Glimmerplatten als Isolierscheiben. Diese wurden früher bei der Anbindung von elektrischen Komponenten und Kühlkörpern als Wärmeleitpads verwendet. Für eine gute thermische Kontaktierung wurden diese zerbrechlichen Scheiben mit Wärmeleitpaste kombiniert. Bei den von HALA angebotenen Wärmeleitpads ist dies jedoch nicht nötig und würde den Effekt nur verschlechtern.

Wer sich online informiert, wird in der Regel eine Vielzahl an Onlineshops finden, in denen Privatanwender vorgefertigte Wärmeleitpads einzeln oder in einer geringen Stückzahl kaufen können. Auf Geschäftskunden sind diese Shops oft nicht ausgelegt, ebenso wenig wie vorgefertigte Standardlösungen. Zudem muss im professionellen Umfeld gewährleistet sein, dass es sich um eine langfristig einsetzbare Wärmleitlösung handelt, die sich kostengünstig skalieren lässt und damit auch für große Produktionsmengen geeignet ist.  Bei HALA bieten wir Ihnen genau diese Einkaufsmöglichkeit.

Bei uns können Sie Wärmeleitpads in hoher Stückzahl kaufen. Vor allem aber können Sie durch unsere individuelle Experten-Beratung die optimale Wärmeleitlösung für jedes Ihrer Projekte finden, egal ob das am Ende ein Wärmeleitpad oder eine individuelle Wärmemanagement Lösung ist.

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