Pyrolytische Grafitfolie Leitet Hitze auf engstem Raum ab

Ableitung von Wärme über die Pyrolytische Grafitfolie.
Ableitung von Wärme über die Pyrolytische Grafitfolie.

Wärmemanagement und Kühlung auf engstem Raum stellt Entwickler von elektronischen Geräten und Systemen vor Herausforderungen. Eine effektive Lösung ist die komprimierbare Pyrolytische Grafitfolie von Panasonic, die sich insbesondere für IGBT-Module eignet.

Mit dem Trend zur Miniaturisierung verfügt eine Vielzahl elektronischer Geräte nur noch über ein Minimum an Platz. So sind in den unterschiedlichen Einsatzbereichen neue Lösungen zur Ableitung und Verteilung der entstehenden Wärme gefragt. Denn nicht nur für Verbraucherprodukte wie Smartphones, Tablets und Kameras bedeutet Hitze ein Risiko, auch komplexe elektronische Systeme werden auf immer engerem Raum verbaut. Die Industrie 4.0 fordert mehr Kontrolle. Elektro- und Hybridautos benötigen langlebige, leichte Batterien mit Ladeelektronik. Bei modernen medizinischen Geräten bedarf es mehr Komfort für den Anwender, auch Solarpaneele müssen der ständigen Sonneneinstrahlung standhalten können.

Eine Lösung für diese Problematik bietet ein ultraleichtes Material von Panasonic, die Pyrolytische Grafitfolie (Pyrolytic Graphite Sheet, PGS) und ihre Weiterentwicklung, die Soft-PGS. Mit einer Dicke von nur 10 µm bis 100 µm sowie 200 μm für die Soft-PGS gilt die Grafitfolie als derzeit dünnste thermische Lösung der Welt. Sie verfügt über eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und sorgt für eine effiziente Wärmeverteilung in kompakten Elektronikgeräten.

Einsatz bei elektronischen Geräten

Die Pyrolytische Grafitfolie kann zum Einsatz kommen, wenn in elektronischen Geräten die Ableitung der Hitze von einer Wärmequelle oder die Vermeidung von Hotspots erforderlich ist, also die Verteilung der Wärme von einem zentralen Punkt auf eine größere Fläche. Wo schnell Hitze entsteht, leitet die PGS-Folie sie rasch und effektiv ab. In der integrierten Schaltung einer LED-Applikationen beispielsweise führt sie Wärme zum umschließenden Gehäuse. So verteilt sich diese gleichmäßig auf einer größeren Oberfläche und wird dann von ihr abgegeben.

Bei IGBTs oder MOSFETs fungiert die PGS als Wärmeschnittstelle zum Schutz vor Beschädigung. Damit die dort entstandene Wärme abgeführt und an die Umgebung abgegeben werden kann, werden IGBTs und MOSFETs auf Kühlkörpern montiert. Ein IGBT-Modul, das an einem Kühlkörper angebracht ist, hält relativ niedrige Betriebstemperaturen und eine optimale Leistung aufrecht. Um den thermischen Widerstand zwischen der Grundplatte und dem Kühlkörper zu minimieren und eine möglichst gute Wärmeleitfähigkeit zu erzielen, nutzen Ingenieure ein thermisches Interface-Material (TIM). Oftmals kommen dafür spezielle Kleber und Pasten zum Einsatz. Eine neue Alternative ist die Soft-PGS, die mögliche Luftspalten sowie damit verbundene Wärmewiderstände überbrückt und eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit ermöglicht.