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Wärme abführende Materialien und Module

Bloß nicht heiß laufen!

20. April 2016, 10:00 Uhr | Alfred Goldbacher

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Silikonfreie, silberhaltige Wärmeleitpaste mit 9 W/m×K

Die Firma Sepa Europe ist keineswegs, wie man vermuten würde, ein Hersteller aus Fernost, sondern ein von Heinrich Cap im Jahre 1990 gegründetes Familienunternehmen, das sich seither auf hochwertige Produkte bzw. Lösungen im Bereich der Elektronikkühlung spezialisiert hat. Das Unternehmen vermarktet vor allem Lüfter der Hausmarke Sepa, die von Nippon Keiki Works produziert werden. Als Novum bietet der Betrieb nun auch eine Wärmeleitpaste namens SWP9 an. Die mit einer Wärmeleitfähigkeit von 9 W/m×K spezifizierte Paste punktet insbesondere durch das silikonfreie Material, das mehr als 85 % wärmeleitfähigen Füllstoff enthält. Dabei wird neben mikronisiertem Silber auch Zinkoxid, Aluminiumoxid und Bornitrid verwendet. Das elektrisch nicht leitende, pastöse Material ist im Langzeiteinsatz von -50 bis +130 °C verwendbar. Kurzfristig kann das Wärmeübergangsmaterial auch bis ca. 180 °C belastet werden und die mittlere Teilchengröße der wärmeaktiven Materialien beträgt 5 µm.

Lieferbar ist die Wärmeleitpaste SWP9 (Bild 3) als 3,5-ml-Spritze oder 10-ml-Spritze, was aufgrund der Ergiebigkeit für zahlreiche Anwendungen ausreicht. Die Deckfläche einer 3,5-g-Spritze beispielsweise reicht bei einer Schichtdicke von 30 µm für etwa 250 cm².

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Wer seit deutlich mehr als 20 Jahren in der Industrieelektronik-Branche tätig ist, wird sich noch gut an Gunther Schroff und seine gleichnamige Firma erinnern, die mit der Fertigung von Braugruppenträgern bekannt geworden ist. Seit 1994 allerdings gehört das Unternehmen zum Mischkonzern Pentair und hat unverändert Fertigungsstandorte in Süddeutschland und Frankreich. Der Betrieb entwickelt und produziert hochwertige Baugruppenträger und Aufbausysteme, die sie durch zahlreiche Komponenten für Wärme-/Kühlmanagement und anderes mehr aufwertet. Eine echte Neuheit ist dabei ein Produkt, welches die Wärmeableitung und Zuverlässigkeit konduktionsgekühlter Systeme mit kleinem Formfaktor verbessert: der flexible Wärmeleitkörper.

Dieser soll vor allem dort zum Einsatz kommen, wo Wärmeleit-Pads zweifellos den Oberflächenkontakt verbessern, letztendlich aber doch weniger wärmeleitfähig sind als Aluminium. Die flexiblen Wärmeleitkörper (Flexible Heat Conductor, FHC, Bild 4) nutzen also einerseits einen Aluminiumblock zur Wärmeleitung, verfügen andererseits über Federn, die eine vertikale Ausdehnung und Schrumpfung zulassen. So können Toleranzen ausgeglichen werden, ohne dass ein Wärmeleitpad nötig ist. FHCs wurden bereits zum Patent angemeldet und sind in zwei verschiedenen Standardgrößen - als 20-mm-FHC (22 × 22 × 19,75 mm³ ±1,5 mm) und als 70-mm-FHC (50 × 50 × 68,50 mm³ ±2,5 mm) - erhältlich.

Thermische Tests haben gezeigt, dass der kleinere FHC im Vergleich zu bisherigen Konduktionskühlungen um 10 Prozent, die größere Variante sogar um maximal 70 Prozent leistungsstärker ist. Die tatsächliche Wärmeabfuhrleistung hängt jedoch bei der konkreten Anwendung von der Prozessortemperatur, der Umgebungstemperatur, der Gehäuseart und der Kühlkörperkonstruktion ab. Der 20-mm-FHC ist mit diversen Prozessoren mit BGA-Sockel kompatibel. Der 70-mm-FHC eignet sich besonders gut für ATX?, ITX-, Mini-ITX- und COM-Systeme mit Intel-Core-i-Prozessoren und AMD-Prozessoren.