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Thermische Interface-Materialien

Spaltfüller und Wärmespreizer, je nach Anwendung

12. März 2025, 7:00 Uhr | Corinne Schindlbeck

Die thermischen Interface-Materialien von Würth Elektronik unterteilen sich in die zwei Kategorien Gap Filler und Heat Spreader. Während Gap Filler die Luft zwischen einem Bauteil und einer Kühleinheit abführen und somit eine Lösung zur Spaltüberbrückung darstellen, verteilen Heat Spreader die Wärmeenergie entlang einer horizontalen Achse. Heat Spreader ermöglichen die Nutzung großer Flächen zur Wärmeabfuhr sowie den Einsatz von Kühleinheiten, die größer als die Oberfläche des heißen Bauteils sind, um die Kühlung zu verbessern

Würth Elektronik bietet zwei Kategorien von thermischen Interface-Materialien an: Gap Filler (Spaltfüller) und Heat Spreader (Wärmespreizer).

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Das Portfolio an Wärmeleitmaterialien von Würth Elektronik orientiert sich an den Anforderungen der jeweiligen Anwendung: Sei es die Notwendigkeit, einen kleinen oder großen Spalt zu füllen, der den Einbau eines Kühlgeräts ohne zusätzliche mechanische Befestigung ermöglicht, oder der Bedarf an einem wärmeverteilenden Produkt. Bei der Produktgruppe WE-TGF handelt es sich zum Beispiel um ein wärmeleitendes Kissen, das einen Spalt zwischen einem oder mehreren elektronischen Bauteilen und einem Kühlgerät, beispielsweise einer Kühlplatte oder einem Metallgehäuse, füllt.

Dieser Spaltfüller aus Silikonelastomer ist mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1 bis 6 W/mK, Normteilen und in Dicken von 0,5 bis 18 mm erhältlich. Überdies sind neuerdings auch silikonfreie TGFs verfügbar. Die dünnen Silikonpads der WE-TINS-Serie werden zur elektrischen Isolierung von elektronischen Bauteilen und Kühlgeräten eingesetzt. Gleichzeitig ermöglichen sie einen soliden Wärmefluss. Die Isolierpads gibt es mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1,6 W/mK und 3,5 W/mK bei einer Dicke von 0,23 mm. Das thermische Phasenwechselmaterial WE-PCM bleibt bei Raumtemperatur fest und geht bei steigender Temperatur in einen fließenden Zustand über. Dies gewährleistet eine nahtlose thermische Schnittstelle.

Die Phasenwechselmaterialien eignen sich als Ersatz für Wärmeleitpasten und haben eine Wärmeleitfähigkeit von 1,6, 3 und 5 W/mK und weisen eine Dicke von lediglich 0,2 mm auf. WE-TTT dagegen ist ein Wärmeübertragungsband. Das doppelseitige Klebeband bildet eine thermische Schnittstelle und ermöglicht gleichzeitig eine mechanische Befestigung auf beiden Kontaktflächen, ohne dass zusätzliche Schrauben oder Klammern benötigt werden. Das Wärmeleitband ist mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1 W/mK erhältlich und ist 0,2 mm dick. Die Graphitschaumdichtungen der Serie WE-TGFG bestehen aus einer mit einer Acrylschicht versehenen Naturgraphitschicht, die um einen Schaumkern gewickelt ist. Dies ermöglicht die Verwendung eines hochleitfähigen Wärmespreizers zum Füllen vertikaler Kappen. Die Schaumstoffdichtungen sind mit einer Wärmeleitfähigkeit von 400 W/mK in der Ebene erhältlich und haben eine Dicke von 1,5 bis 25 mm.

Die Serie wurde für Anwendungen entwickelt, die herkömmliche Wärmeleitmaterialien (TIM) nicht erreichen können. Da es sowohl wärmeverteilende als auch spaltfüllende Eigenschaften aufweist, lässt es sich für den Wärmetransport in allen Achsenrichtungen (x, y und z) einsetzen. Überdies bieten sie eine silikonfreie Alternative zu WE-TGFs. Mit dem Bauteil WE-TGS rundet Würth Elektronik sein Angebot an Thermomanagement-Lösungen ab: Die Graphitplatte ist eine Lösung zur Wärmeverteilung, sie ist dank einer Acrylschicht elektrisch isolierend und besteht aus synthetischem Graphit. Das bedeutet, dass der größte Teil der Wärmeleitfähigkeit des Materials auf der horizontalen beziehungsweise der xy-Achse liegt. Die in Form und Größe anpassbare Graphitplatte ist mit einer Wärmeleitfähigkeit in der Ebene von 1800 W/mK erhältlich und hat eine Dicke von 0,03 mm.