Silikon-Wärmeleitmaterialien in der Fahrzeugelektronik
Thermisch unter Kontrolle
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Thermisch unter Kontrolle
Pads und Gap-Filler lösen dieses Problem, weil sie weicher sind als thermisch leitende Klebstoffe und sorgen somit auch für eine Spannungsentlastung. Zusätzlich können sie häufig mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als Haftmittel ausgelegt werden. Gap-Filler kommen meist in Verbindung mit mechanischen Befestigungselementen zum Einsatz und bieten dieselben Vorteile wie herkömmliche Pasten, bleiben dabei jedoch selbsttragend. Sie können schabloniert und direkt auf einer Komponente ausgehärtet oder als vorgehärtete Pads in Form eines Aufklebers aufgetragen werden.
Elastomere Pads bieten eine einfache Handhabbarkeit sowie eine lange Haltbarkeit und gehören zu den wenigen reparaturfähigen Materialien. Die neuen Silikon-Pad-Zusammensetzungen erreichen eine Wärmeleitfähigkeit, die mit vielen Nass-Abgabe-Materialien vergleichbar ist, ohne dass eine Dosierung, Mischung oder Aushärtung erforderlich ist. Obwohl sich wärmeleitfähige Pads als wirksam erwiesen haben, erfordern sie zur besseren Handhabung oft eine erhebliche Dicke. Extrem dünne (Klebe-)Schichten werden in der Regel nur mit Nass-Abgabe-Materialien erreicht.
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Die Zusammensetzung und Optimierung effektiver Wärmeleitmaterialien erfordern tiefgreifende Kenntnisse der chemischen Bestandteile, der physikalischen Eigenschaften und der Wechselwirkungen innerhalb einer Polymer-Matrix, um die notwendige Wärmeleitfähigkeit, Verarbeitbarkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Testverfahren, die die reale Betriebsumgebung simulieren, sind bei Produktauswahl und -vergleich von entscheidender Bedeutung. Das Finden des passenden Wärmeleitmaterials für eine bestimmte Anwendung ist letztlich der Versuch, thermische Leistung, physikalische Eigenschaften, einfache Verarbeitung und Kosten miteinander in Einklang zu bringen.
Forscher treiben die Entwicklung von Materialien mit extrem hoher Wärmeleitfähigkeit voran. Daneben gehören kontrollierte Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine höhere Festigkeit und geringere Kosten zu den möglichen Vorteilen. Ein Großteil der Bemühungen dreht sich um die Füllstofftechnologie – es werden neue Materialien hervorgebracht, die eine zehn Mal höhere Wärmeleitfähigkeit bieten als traditionelle Füllstoffe. Bereits jetzt sind Fasern mit einer gebündelten Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1000 W/mK erhältlich, experimentelle Fasern weisen Werte von bis zu 2000 W/mK entlang des Faserverlauf auf. sj
 | Dr. Martin Stephan betreut als Chemiker bei der Dow Corning GmbH in Wiesbaden die Bereiche Anwendungstechnik und Technischen Service von Silikon-Werkstoffen in der Automobilelektronik. |
 | Rogier Reinders, MSc., ist Global Automotive Market Leader der Electronics Business Unit bei Dow Corning in Belgien. |
- Thermisch unter Kontrolle
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- Klebeschichtdicke, Wärme- und Kontaktwiderstand
