{"id":38108,"date":"2026-11-02T12:45:52","date_gmt":"2026-11-02T12:45:52","guid":{"rendered":"https:\/\/trumonytechs.com\/?p=38108"},"modified":"2026-11-02T12:45:52","modified_gmt":"2026-11-02T12:45:52","slug":"thermal-interface-materials-for-power-electronics-applications","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.trumonytechs.com\/de\/thermal-interface-materials-for-power-electronics-applications\/","title":{"rendered":"Thermische Schnittstellenmaterialien f\u00fcr die K\u00fchlung von Leistungselektronik"},"content":{"rendered":"

W\u00e4rmeleitmaterialien f\u00fcr Leistungselektronikanwendungen transportieren W\u00e4rme \u00fcber den unvollkommenen Kontakt zwischen einem Leistungshalbleiter und seinem K\u00fchlk\u00f6rper oder seiner K\u00fchlplatte. Die Wahl des Materials ist eine Systementscheidung und nicht die Suche nach dem h\u00f6chsten Wert im Datenblatt. Zwei scheinbar ebene Grundfl\u00e4chen ber\u00fchren sich nur \u00fcber einen kleinen Teil ihrer Fl\u00e4che. Die in den verbleibenden Spalten eingeschlossene Luft leitet W\u00e4rme schlecht (ca. 0,025 W\/m\u00b7K), daher muss ein besseres Material verwendet werden, um sie zu verdr\u00e4ngen. Eine Fachzeitschrift f\u00fcr Hochleistungselektronik berichtet von station\u00e4ren W\u00e4rmestromdichten in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von 150\u2013200 W\/cm\u00b2 und gepulsten Werten \u00fcber 400 W\/cm\u00b2. Bei diesen W\u00e4rmestromdichten kann eine d\u00fcnne, schlecht angepasste Grenzfl\u00e4che den Temperaturanstieg ma\u00dfgeblich beeinflussen, selbst wenn alle anderen Schichten optimal ausgelegt sind. Die folgenden Abschnitte erl\u00e4utern die Funktion der Grenzfl\u00e4che, warum die alleinige Betrachtung der W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit irref\u00fchrend ist, welche Materialfamilien verf\u00fcgbar sind und wie Spaltbreite, Isolierung, Aush\u00e4rtung und Montageverfahren die optimale L\u00f6sung bestimmen.<\/p>\n\n\n\n

Welche Funktion hat ein W\u00e4rmeleitmaterial in einem Leistungselektronik-Stack?<\/h2>\n\n\n\n

Das W\u00e4rmeleitmaterial ist die einzige Schicht im Leistungsmodulstapel, deren W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit nicht physikalisch, sondern durch die Montage kontrolliert werden kann. Die W\u00e4rme verl\u00e4sst den Chip und durchdringt die Chipbefestigung, das Substrat (oft eine direkt geklebte Kupferschicht) und die Grundplatte, bevor sie in den K\u00fchlk\u00f6rper oder die Fl\u00fcssigk\u00fchlplatte gelangt. Jede dieser Schichten hat nach dem Modulbau ein festes Material und eine feste Geometrie. Anders verh\u00e4lt es sich mit der Verbindung zwischen Grundplatte und K\u00fchlk\u00f6rper: Sie wird bei der Montage bef\u00fcllt, und ihr W\u00e4rmewiderstand h\u00e4ngt von der Qualit\u00e4t dieser Bef\u00fcllung ab. Da dieser Wert variabel und oft ungenau kontrolliert ist, tr\u00e4gt diese Verbindung h\u00e4ufig zum gesamten W\u00e4rmepfad bei. Wie gro\u00df dieser Beitrag ist, h\u00e4ngt vom jeweiligen Stapel ab; daher sollte er gemessen und nicht angenommen werden.<\/p>\n\n\n\n

\"W\u00e4rmeleitpfaddiagramm<\/figure>\n\n\n\n

Die Kontaktfl\u00e4che ist entscheidend, da der Kontaktwiderstand proportional zur tats\u00e4chlichen Metall-zu-Metall-Kontaktfl\u00e4che ist, die bei bearbeiteten Oberfl\u00e4chen gering ist. Oberfl\u00e4chenrauheit, Verzug durch das L\u00f6ten und die Art der Fixierung hinterlassen mikroskopische und makroskopische Hohlr\u00e4ume. Eine W\u00e4rmeleitpaste (TIM) f\u00fcllt diese Hohlr\u00e4ume, sodass die W\u00e4rme durch das feste Material geleitet wird, anstatt sich in der Luft zu stauen. Das gleiche Leistungsmodul kann dann messbar k\u00fchler oder w\u00e4rmer laufen, je nachdem, welche Schicht die Hohlr\u00e4ume f\u00fcllt und wie diese verarbeitet wurde. \u00dcberpr\u00fcfen Sie die Gr\u00f6\u00dfe dieses Effekts f\u00fcr Ihren eigenen Chipaufbau, indem Sie die Geh\u00e4use- oder Sperrschichttemperatur unter Last messen.<\/p>\n\n\n\n

Warum eine h\u00f6here Leitf\u00e4higkeit allein die Sperrschichttemperatur nicht senkt<\/h2>\n\n\n\n

Das Streben nach der h\u00f6chsten W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit f\u00fchrt h\u00e4ufig zu unn\u00f6tigen Kosten und verfehlt trotzdem das Temperaturziel. Der Wert, der die Kontaktstelle erreicht, entspricht dem W\u00e4rmewiderstand der gesamten Verbindung. Dieser Widerstand h\u00e4ngt mindestens ebenso stark von der Dicke der Klebeschicht und dem Kontaktwiderstand wie von der W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit des Materials ab. Eine zu dick aufgetragene Paste mit hoher W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit kann gegen\u00fcber einem Material mit mittlerer W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, das jedoch sachgem\u00e4\u00df verwendet wird, unterlegen sein. Dasselbe gilt f\u00fcr ein steifes Pad, das sich unter der vorhandenen Klemmkraft nicht anpasst.<\/p>\n\n\n\n

Die Dicke der Klebefuge ist ein oft \u00fcbersehener Faktor. Schmierfette lassen sich unter Druck auf wenige zehn Mikrometer verdichten. Ein Kontaktpad muss oft um ein Vielfaches dicker sein, um Unebenheiten auszugleichen, und der Widerstand steigt proportional zur Dicke. Bei Hochleistungsmodulen ist ein niedriger Verbindungswiderstand ein g\u00e4ngiges Ziel, h\u00e4ufig angegeben mit unter 1,0 k\u03a9\u00b7cm\u00b2\/W. Dieser Wert ist jedoch anwendungsabh\u00e4ngig und kein Standard. Er wird erreicht, indem die Materialeigenschaften und die Anwendung an den tats\u00e4chlichen Spalt angepasst werden, nicht durch Ablesen des h\u00f6chsten W\/m\u00b7K-Werts. \u00dcberpr\u00fcfen Sie das Ergebnis anhand des installierten Widerstands oder der gemessenen Geh\u00e4usetemperatur unter Last, da die allein angegebene Leitf\u00e4higkeit keine Aussage \u00fcber die Leistung der gesamten Baugruppe zul\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4rmeleitpastenfamilien in der Leistungselektronik und ihre Vor- und Nachteile<\/h2>\n\n\n\n

Jede TIM-Familie bietet einen Kompromiss zwischen W\u00e4rmeleistung, Spalttoleranz, elektrischem Verhalten und Nachbearbeitbarkeit. Deshalb ergibt sich die richtige Familie aus der Grenzfl\u00e4che und nicht aus den Leitf\u00e4higkeitsspezifikationen. Arten und Eigenschaften<\/a> Die \u00dcberlappung ist so gro\u00df, dass Spaltbreite und Montageart in der Regel die Wahl bestimmen, nicht die Leitf\u00e4higkeit an sich. Die Tabelle gibt typische, zustandsabh\u00e4ngige Bereiche f\u00fcr den Vergleich von Produktfamilien anhand der f\u00fcr die Entscheidung relevanten Dimensionen an.<\/p>\n\n\n\n

TIM-Familie<\/th>Leitf\u00e4higkeit (W\/m\u00b7K)<\/th>W\u00e4rmestromrichtung<\/th>Typische Klebefuge \/ Spalt<\/th>Elektrisch isolierend?<\/th>\u00dcberarbeitbar?<\/th>Optimale Passform in der Leistungselektronik<\/th><\/tr>
W\u00e4rmeleitpaste<\/td>~2\u201310 (erweiterte Noten h\u00f6her)<\/td>Durch die Ebene<\/td>Zehn Mikrometer unter Druck<\/td>Klassenabh\u00e4ngig<\/td>Begrenzt; unordentlich, Abpumprisiko<\/td>Flache, gut verklemmte Modul-K\u00fchlplatten-Verbindungen<\/td><\/tr>
L\u00fcckenpolster<\/td>~1\u20135<\/td>Durch die Ebene<\/td>Bruchteile eines Millimeters bis zu einigen Millimetern<\/td>Verf\u00fcgbare Isolierqualit\u00e4ten<\/td>Ja<\/td>Ungleichm\u00e4\u00dfige Spaltma\u00dfe, geringerer Montagedruck<\/td><\/tr>
Phasenwechselmaterial<\/td>Klassenabh\u00e4ngig<\/td>Durch die Ebene<\/td>D\u00fcnne, selbstnivellierende \u00dcbergangszone<\/td>Klassenabh\u00e4ngig<\/td>Halbpermanent<\/td>Hochleistungsf\u00e4hige Flachverbindungen, die einen niedrigen, wiederholbaren Widerstand erfordern<\/td><\/tr>
Spaltf\u00fcller (dosiert)<\/td>~1\u20134<\/td>Durch die Ebene<\/td>Passt sich der L\u00fccke an<\/td>Klassenabh\u00e4ngig<\/td>Begrenzt nach Aush\u00e4rtung<\/td>Gro\u00dfe oder ungleichm\u00e4\u00dfige Toleranzen<\/td><\/tr>
W\u00e4rmeleitf\u00e4higer Klebstoff<\/td>~1\u20134 (Fachgrad h\u00f6her)<\/td>Durch die Ebene<\/td>D\u00fcnn bis mittel<\/td>Klassenabh\u00e4ngig<\/td>Nein \u2013 strukturelle Bindung<\/td>Wenn eine strukturelle Verklebung erforderlich ist<\/td><\/tr>
Graphit-\/Kohlenstofffilm<\/td>Hohe Werte in der Ebene; niedrigere Werte senkrecht zur Ebene<\/td>Ausbreitung in der Ebene<\/td>Sehr d\u00fcnn<\/td>Oft elektrisch leitf\u00e4hig<\/td>M\u00e4\u00dfig<\/td>D\u00fcnne, flache Gelenke, bei denen die seitliche Spreizung hilft<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Der installierte Verbindungswiderstand ist der entscheidende Faktor f\u00fcr die Sperrschichttemperatur. Da die ver\u00f6ffentlichten Werte f\u00fcr diese Bauteilfamilien nicht einheitlich sind, sollte die Leitf\u00e4higkeitsspalte lediglich als Richtwert f\u00fcr die Gr\u00f6\u00dfenordnung dienen und der Widerstand im installierten Zustand \u00fcberpr\u00fcft werden. Schmierfette und Phasenwechselmaterialien eignen sich f\u00fcr ebene, fest geklemmte Oberfl\u00e4chen, da sie eine d\u00fcnne Klebeschicht bilden und unter Last einen niedrigen Widerstand aufweisen. Pads und aufgetragene Spaltf\u00fcller kommen zum Einsatz, wenn der Spalt gr\u00f6\u00dfer oder uneben ist und die Klemmkraft begrenzt ist. Sie bieten zwar eine gewisse Nachgiebigkeit, f\u00fcllen den Spalt aber auf Kosten der Leitf\u00e4higkeit, ohne das Modul zu belasten. Klebstoffe sorgen f\u00fcr strukturelle Verklebung oder Vibrationsfestigkeit, wenn die Verbindung belastet werden muss, beeintr\u00e4chtigen jedoch die Nachbearbeitbarkeit.<\/p>\n\n\n\n

\"Automatisiertes<\/figure>\n\n\n\n

Abstimmung eines W\u00e4rmeleitmittels auf die Schnittstelle: Spalt, Ebenheit, Montagespannung und Automatisierung<\/h2>\n\n\n\n

Beginnen Sie die Auswahl anhand des Spaltma\u00dfes und der Ebenheit der Kontaktfl\u00e4che. Diese Werte bestimmen die erforderliche Nachgiebigkeit des Materials, bevor ein Vergleich der Leitf\u00e4higkeit sinnvoll ist. Eine Verbindung mit einer Toleranz von wenigen zehn Mikrometern, die fest eingespannt ist, eignet sich f\u00fcr ein d\u00fcnnes Fett oder einen Phasenwechselfilm. Eine verzogene Grundplatte oder ein Stapel mit gro\u00dfen Toleranzen erfordert ein Spaltpad oder einen aufgetragenen Spaltf\u00fcller, der sich ohne hohen Druck anpasst. Messen Sie den tats\u00e4chlichen Spalt und seine Variation \u00fcber die Kontaktfl\u00e4che, nicht den nominellen Wert, da dieser das Ergebnis oft verf\u00e4lscht.<\/p>\n\n\n\n

\"Entscheidungsdiagramm<\/figure>\n\n\n\n

Montagespannungen k\u00f6nnen selbst ansonsten gute Materialien unbrauchbar machen. Ein steifes Pad mit hoher Leitf\u00e4higkeit kann Kr\u00e4fte durch ein gro\u00dfes SiC- oder IGBT-Modul \u00fcbertragen. Ob diese Kraft ausreicht, um das Substrat zu verformen oder L\u00f6tstellen durch Temperaturwechsel zu erm\u00fcden, h\u00e4ngt von der Modulkonstruktion und der Klemmkonstruktion ab. Fragen Sie den Lieferanten nach Kompressions- und Durchbiegungsdaten und vergleichen Sie diese mit der Kraft, die Ihre mechanische Konstruktion tats\u00e4chlich aufbringen kann. Die nachgiebige Variante ist manchmal die zuverl\u00e4ssigere, selbst bei geringerer Leitf\u00e4higkeit.<\/p>\n\n\n\n

Die Automatisierungsmethode entscheidet dar\u00fcber, welche Materialien auch bei gro\u00dfen St\u00fcckzahlen reproduzierbare Ergebnisse liefern. Dosierte Spaltf\u00fcller und schablonenbedruckte Fette eignen sich f\u00fcr automatisierte Linien und erm\u00f6glichen eine pr\u00e4zise Kontrolle der Klebefuge von Einheit zu Einheit. Manuell aufgebrachte Pads bieten zwar einfachere Werkzeuge, schr\u00e4nken diese Kontrolle aber etwas ein. Ein Material, das ein Techniker von Hand gut auftr\u00e4gt, kann bei der Serienproduktion st\u00e4rker variieren. Daher sollte die Applikationsmethode vor der endg\u00fcltigen Entscheidung anhand von Daten zur Klebefuge oder zum Widerstand von Einheit zu Einheit gepr\u00fcft werden. Wenn alle relevanten Faktoren wie Schnittstelle, Spalt, Isolierung und Prozess ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen, ist die Priorisierung dieser Faktoren entscheidend f\u00fcr eine fundierte Auswahl \u2013 nicht die Sortierung nach Leitf\u00e4higkeit.<\/p>\n\n\n\n

Elektrische Isolierung, Aush\u00e4rtung und Zuverl\u00e4ssigkeit unter thermischer Belastung<\/h2>\n\n\n\n

Bestimmen Sie zun\u00e4chst die elektrische Funktion der Schnittstelle, da dies ganze Materialgruppen ausschlie\u00dfen kann. Wenn das W\u00e4rmeleitmaterial (TIM) zwischen einer stromf\u00fchrenden Grundplatte und einem geerdeten K\u00fchler liegt und die Isolation gew\u00e4hrleistet, muss es ausreichend isolierend sein. Isoliermaterialien sind \u00fcblicherweise f\u00fcr Durchschlagsfestigkeiten von mehreren kV\/mm ausgelegt. Der nutzbare Wert h\u00e4ngt vom jeweiligen Produkt und der Dicke ab; \u00fcberpr\u00fcfen Sie ihn daher im Datenblatt. Wird die Isolation an anderer Stelle im Stack realisiert, bieten sich elektrisch leitf\u00e4hige Optionen wie metallbeschichtete oder Graphitmaterialien an. Die Herausforderung besteht dann darin, diese von benachbarten Leiterbahnen fernzuhalten.<\/p>\n\n\n\n

Aush\u00e4rtungs- und Haftverhalten entscheiden \u00fcber die Funktionsf\u00e4higkeit der Verbindung. Nicht aush\u00e4rtende Fette, Gele und Pads erm\u00f6glichen die Nachbearbeitung oder den Austausch eines Moduls. Ein w\u00e4rmeleitender Klebstoff h\u00e4rtet zu einer vibrationsbest\u00e4ndigen Strukturverbindung aus, ist aber \u2013 je nach Klebstoff \u2013 in der Regel nicht ohne Besch\u00e4digung der Verbindung nachbearbeitbar. W\u00e4hlen Sie ein aush\u00e4rtendes Material nur dann, wenn die Haftung zwingend erforderlich ist, da sie Reparaturen, Garantieabwicklung und Nacharbeiten an der Produktionslinie beeinflusst.<\/p>\n\n\n\n

Die Zuverl\u00e4ssigkeit unter thermischer Belastung ist ein Bereich, in dem selbst pr\u00e4zise Messungen am ersten Tag im Betrieb versagen k\u00f6nnen. Schmierfette k\u00f6nnen austrocknen und auspumpen, da durch die wiederholte Ausdehnung und Kontraktion Material aus der Verbindung austritt. Kontaktfl\u00e4chen k\u00f6nnen Druckverformungen erleiden, und unterschiedliche W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten k\u00f6nnen zu Delaminationen oder Hohlr\u00e4umen f\u00fchren, die den Widerstand mit der Zeit erh\u00f6hen. Wie schnell diese Probleme auftreten, h\u00e4ngt von der Materialzusammensetzung, dem Anpressdruck, der Klebeverbindung sowie dem Temperaturbereich und dem Temperaturzyklusprofil ab, dem das Bauteil ausgesetzt ist. Daher sollten diese Faktoren als Risiken und nicht als Gewissheiten betrachtet werden. ASTM D5470 bietet eine gemeinsame Grundlage f\u00fcr die Messung von W\u00e4rme\u00fcbertragung und W\u00e4rmewiderstand im station\u00e4ren Zustand unter festgelegten Bedingungen. Da diese Norm die Alterung nicht simuliert, sollten die Messwerte mit Daten zur Auspumpbarkeit und zu thermischen Zyklen f\u00fcr die tats\u00e4chlichen Temperaturen Ihrer Leistungselektronik kombiniert werden.<\/p>\n\n\n\n

Anwendung von W\u00e4rmeleitpasten entlang des Zell-K\u00fchlmittel-Pfades in EV- und ESS-Akkumulatoren<\/h2>\n\n\n\n

In einem Akkumulator f\u00fcr Elektrofahrzeuge oder Energiespeichersysteme kommt eine W\u00e4rmeleitpaste (TIM) in mehreren W\u00e4rmepfaden vor, die nicht in Reihe geschaltet sind. Die Zellen geben W\u00e4rme \u00fcber ihre eigene Grenzfl\u00e4che an eine K\u00fchlplatte oder K\u00fchlstruktur ab: Zelle \u2192 TIM \u2192 K\u00fchlplatte. Die Leistungselektronik bildet einen separaten Pfad, in dem der Halbleiter\u00fcbergang W\u00e4rme durch das Geh\u00e4use und die Grundplatte, durch eine W\u00e4rmeleitpaste und an einen K\u00fchlk\u00f6rper oder eine K\u00fchlplatte ableitet. Der Traktionswechselrichter und seine IGBT- oder SiC-Module sind keine zwingende Schicht zwischen den Zellen und dem K\u00fchlmittel. Sie stellen eine parallele Last auf derselben K\u00fchlarchitektur dar. Bei geeigneter Wahl der Grenzfl\u00e4chen bleibt der Widerstand beider Pfade im zul\u00e4ssigen Bereich w\u00e4hrend des Betriebszyklus des Akkus.<\/p>\n\n\n\n

\"W\u00e4rmeleitmaterialien<\/figure>\n\n\n\n

Die Form der Schnittstelle variiert je nach Position. \u00dcberpr\u00fcfen Sie sie daher anhand des tats\u00e4chlichen Geh\u00e4uses und der Montage, anstatt sie anzunehmen. Fest verklemmte Grundplatten von Leistungsmodulen k\u00f6nnen ebene, pr\u00e4zise Verbindungen aufweisen, bei denen sich eine d\u00fcnne W\u00e4rmeleitpaste oder ein Phasenwechselfilm auszahlt. Elektronik- und Steuerplatinen auf der Batterieseite weisen h\u00e4ufiger ungleichm\u00e4\u00dfige Spalten auf, die sich f\u00fcr komprimierbare Spaltf\u00fcller und Pads eignen. \u00dcberpr\u00fcfen Sie jedoch Ebenheit, Verklemmung und Spaltma\u00dfe an der realen Baugruppe. Die Abstimmung jeder Schnittstelle auf ihren K\u00fchler ist entscheidend f\u00fcr die Optimierung des gesamten Akkupacks, denn selbst die beste K\u00fchlplatte ist nutzlos, wenn die Zuleitung zu dick oder hohl ist. Trumonytechs entwickelt W\u00e4rmeleitmaterialien und passende Fl\u00fcssigk\u00fchlplatten f\u00fcr die K\u00fchlung von Akkupacks und Leistungselektronik.; Entdecken Sie unsere TIM-L\u00f6sungen<\/a> Um ein Spaltf\u00fcllmaterial, eine Ausgleichsschicht oder ein aufgetragenes Material mit dem K\u00fchlbauteil, an dem es anliegt, abzustimmen, gilt dasselbe Prinzip \u00fcberall dort, wo Leistungselektronik verbaut ist, vom Fahrzeugwechselrichter bis hin zu \u2026 Energiespeicherbatterien in Rechenzentren<\/a>, wobei der Tastgrad und die Spaltvariation das Material st\u00e4rker bestimmen als jede einzelne Leitf\u00e4higkeitsangabe.<\/p>\n\n\n\n

Schlussfolgerung<\/h2>\n\n\n\n

Die Schnittstelle, nicht das Datenblatt, sollte das W\u00e4rmeleitmaterial f\u00fcr Leistungselektronik bestimmen. Bevor Sie eine engere Auswahl treffen, m\u00fcssen vier Kriterien erf\u00fcllt sein: der Spalt und seine Schwankungen, die durch die mechanische Konstruktion zul\u00e4ssige Klemmkraft, ob die Verbindung isolierend sein muss und ob sie funktionsf\u00e4hig bleiben muss. Diese Kriterien schr\u00e4nken die Auswahl ein, und die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit gibt den Ausschlag. Eine hohe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit (W\/m\u00b7K) als Zielwert zu betrachten, ist ein Trugschluss, da die Dicke der Klebeschicht, der Kontaktwiderstand und das zyklische Verhalten die tats\u00e4chliche Belastung der Verbindung bestimmen. Best\u00e4tigen Sie die Wahl anhand des installierten Widerstands oder der Geh\u00e4usetemperatur unter realer Last. Qualifizieren Sie schlie\u00dflich die Schmierfette hinsichtlich ihrer Pumpf\u00e4higkeit \u00fcber die gesamte Lebensdauer des Bauteils anhand einer definierten Zyklenzahl, eines Temperaturbereichs, einer Klemmbedingung und eines Ausfallkriteriums \u2013 nicht anhand einer allgemeinen Lebensdauerangabe.<\/p>\n\n\n\n

FAQ<\/h2>\n\n\n\n

Ben\u00f6tige ich ein W\u00e4rmeleitpad oder W\u00e4rmeleitpaste f\u00fcr ein IGBT-Modul?<\/h3>\n\n\n\n

W\u00e4hlen Sie die W\u00e4rmeleitpaste passend zur Verbindungsstelle, nicht nach dem Modulnamen. W\u00e4rmeleitpaste eignet sich f\u00fcr ebene, fest eingespannte IGBT-Grundplatten, da sie auch d\u00fcnne Klebefugen erreicht. Ein W\u00e4rmeleitpad ist besser geeignet f\u00fcr unebene Spalten oder Konstruktionen mit geringer Klemmkraft. W\u00e4rmeleitpaste bietet einen geringeren Widerstand, wenn die Kontaktfl\u00e4che optimal ist; ein Pad bietet zwar weniger W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, ist aber flexibler und l\u00e4sst sich leichter und wiederholgenauer platzieren.<\/p>\n\n\n\n

Welche W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit ben\u00f6tige ich tats\u00e4chlich f\u00fcr ein SiC-Leistungsmodul?<\/h3>\n\n\n\n

Das sinnvolle Ziel ist ein niedriger Verbindungswiderstand, nicht ein einzelner Leitf\u00e4higkeitswert, da die Dicke der Klebeverbindung und der Kontaktwiderstand oft entscheidender sind. Bei Hochleistungsmodulen ist ein Verbindungswiderstand von unter etwa 1,0 K\u00b7cm\u00b2\/W ein g\u00e4ngiges Ziel. Dieser Wert ist abh\u00e4ngig von den jeweiligen Bedingungen und wird erreicht, indem die Materialeigenschaften und die Anwendung an den tats\u00e4chlichen Spalt angepasst werden, nicht durch den Kauf des Produkts mit dem h\u00f6chsten W\/m\u00b7K-Wert.<\/p>\n\n\n\n

Kann ich f\u00fcr Hochleistungsmodule ein Phasenwechselmaterial anstelle von Fett verwenden?<\/h3>\n\n\n\n

Oft ja. Phasenwechselmaterialien werden h\u00e4ufig f\u00fcr Hochleistungs-Flachverbindungen eingesetzt, da sie oberhalb ihrer \u00dcbergangstemperatur weich werden und eine d\u00fcnne, niederohmige Klebeschicht bilden. W\u00e4hrend die Eigenschaften von handaufgetragenem Fett von Ger\u00e4t zu Ger\u00e4t variieren, kann ein Phasenwechselfilm eine gleichm\u00e4\u00dfigere Klebeschicht gew\u00e4hrleisten. Dies sollten Sie jedoch f\u00fcr Ihr Produkt und Ihren Prozess \u00fcberpr\u00fcfen. Der Nachteil besteht darin, dass der Film semipermanent ist und eine ebene, gut fixierte Kontaktfl\u00e4che ben\u00f6tigt, um optimal zu funktionieren.<\/p>\n\n\n\n

Wie dick sollte die thermische Verbindungsschicht sein?<\/h3>\n\n\n\n

Streben Sie eine m\u00f6glichst d\u00fcnne Klebeschicht an, die die Kontaktfl\u00e4che zul\u00e4sst und gleichzeitig alle Hohlr\u00e4ume ausf\u00fcllt, da der Widerstand mit zunehmender Dicke steigt. Schmierfette und Phasenwechselfilme k\u00f6nnen unter Druck auf einer ebenen Verbindung mehrere zehn Mikrometer dick werden, w\u00e4hrend ein ungleichm\u00e4\u00dfiger Spalt eine dickere Kontaktfl\u00e4che oder einen Spaltf\u00fcller erfordert. Messen Sie den tats\u00e4chlichen Spalt \u00fcber die Kontaktfl\u00e4che, anstatt sich auf den Nennwert zu verlassen.<\/p>\n\n\n\n

Muss ein W\u00e4rmeleitmaterial (TIM) f\u00fcr Leistungselektronik elektrisch isolierend sein?<\/h3>\n\n\n\n

Nur wenn die Schnittstelle selbst die Trennung zwischen einer spannungsf\u00fchrenden Grundplatte und einem geerdeten K\u00fchler gew\u00e4hrleistet, muss sie isolierend sein und \u00fcber eine dielektrische Reserve f\u00fcr die angelegte Spannung und Dicke verf\u00fcgen. Wird die Trennung an anderer Stelle im Aufbau realisiert, k\u00f6nnen elektrisch leitf\u00e4hige Materialien verwendet werden; in diesem Fall muss jedoch sichergestellt werden, dass diese nicht mit benachbarten Leitern in Ber\u00fchrung kommen.<\/p>\n\n\n\n

Weiterf\u00fchrende Literatur<\/h2>\n\n\n\n