Hochzuverlässige Wärmeleitpasten für effiziente Wärmeableitung

Die Chomerics-Division von Parker Hannifin hat eine neue Familie hochzuverlässiger Wärmeleitpasten vorgestellt, die für eine verbesserte Wärmeübertragung über sehr dünne Grenzflächen in elektronischen Systemen ausgelegt sind. Die Serie richtet sich an technische Anwender in den Bereichen Computing, Automotive, Leistungselektronik und verwandten Industrien, in denen ein präzises Thermomanagement bei hoher Packungsdichte erforderlich ist.

Herausforderungen des Thermomanagements in kompakten Elektroniksystemen
Moderne elektronische Systeme – darunter CPUs, GPUs, Speicherbausteine, Netzteile und automobile Steuergeräte – erzeugen lokal hohe Verlustleistungen, die zuverlässig abgeführt werden müssen, um Funktionalität und Lebensdauer sicherzustellen. Wärmeleitmaterialien (Thermal Interface Materials, TIMs) wie Wärmeleitpasten füllen mikroskopische Unebenheiten zwischen wärmeerzeugenden Bauteilen und Kühlkörpern oder Gehäusen und reduzieren so den thermischen Widerstand. In vielen Anwendungen ist eine minimale Bondline-Dicke entscheidend, um die thermische Impedanz zu senken und den Wärmestrom zu maximieren.

Technischer Überblick zur neuen Wärmeleitpasten-Serie
Die neu eingeführte THERM-A-GREASE-Serie von Parker Chomerics umfasst silikonbasierte Wärmeleitpasten mit einer Bandbreite an Wärmeleitfähigkeiten von etwa 1,5 W/m·K bis 7,0 W/m·K. Damit lassen sich die Materialien gezielt an unterschiedliche Verlustleistungen und Leistungsanforderungen anpassen.

Die Produkte sind für sehr dünne Bondlines von nominal etwa 0,025 mm (0,001 Zoll) ausgelegt und benötigen nur geringe Anpresskräfte. Die rheologischen Eigenschaften unterstützen eine gleichmäßige Benetzung der Kontaktflächen und tragen zur Reduzierung des thermischen Widerstands bei, was insbesondere für dicht bestückte Leiterplatten relevant ist. Niedrige thermische Impedanzwerte, gemessen nach anerkannten Prüfverfahren wie ASTM D5470, ermöglichen eine reproduzierbare und vergleichbare Leistungsbewertung. Hochleitfähige Varianten der Serie weisen entsprechend geringere Impedanzen unter definierten Prüfdrücken auf.

Die Wärmeleitpasten sind auf Langzeitstabilität ausgelegt und widerstehen typischen Alterungs- und Ausfallmechanismen wie Pump-Out-Effekten, Aushärtung oder Rissbildung bei thermischer Zyklenbelastung sowie Einflüssen hoher Luftfeuchtigkeit. Sie lassen sich durch Dispensen, Schablonendruck oder Siebdruck aufbringen und erfordern weder Mischen noch Aushärtung oder gekühlte Lagerung, was die Integration in bestehende Fertigungsprozesse vereinfacht.

Anwendungskontext und Leistungsaspekte
Die THERM-A-GREASE-Produkte adressieren Anwendungen, bei denen eine zuverlässige Wärmeabfuhr unter beengten Platzverhältnissen erforderlich ist. In Rechen- und Serversystemen kann eine verbesserte Wärmeübertragung an Prozessoren und Speichermodulen zur Stabilisierung der Betriebstemperaturen beitragen. In automobilen Steuergeräten und der Leistungselektronik unterstützt eine dauerhaft stabile thermische Anbindung den Betrieb unter wechselnden Last- und Umgebungsbedingungen.

Für die Materialauswahl sind messbare Kenngrößen wie Wärmeleitfähigkeit, thermische Impedanz bei anwendungsrelevanten Kontaktpressungen, Prozesskompatibilität und Umweltbeständigkeit ausschlaggebend. Im Vergleich zu Phasenwechselmaterialien oder festen Wärmeleitpads eignen sich dünne Wärmeleitpasten besonders für Anwendungen, bei denen minimale Schichtdicken und hohe Anpassungsfähigkeit an Oberflächenrauheiten erforderlich sind.

Einbindung in thermische Entwicklungs- und Lieferkettenprozesse
Für Entwicklungsteams, die Wärmeleitmaterialien in eine digitale Lieferkette oder ein automobiles Datenökosystem integrieren, beeinflusst die Wahl des TIM nicht nur die thermische Performance, sondern auch die Prozessstabilität in Montage und Service. Die Nutzung standardisierter Messmethoden, etwa zur Bestimmung der thermischen Impedanz, sowie die Einbindung dieser Daten in thermische Simulationen sind zentrale Schritte zur Auslegung belastbarer Kühlkonzepte.

Eine systematische Bewertung der Materialkennwerte im Kontext der jeweiligen Anwendung erleichtert die Vorhersage von Bauteiltemperaturen und unterstützt die Validierung thermischer Designs vor dem Serieneinsatz.

Wettbewerbsumfeld
Der Markt für Wärmeleitmaterialien umfasst Alternativen wie Wärmeleitpads, Phasenwechselmaterialien und Gap-Filler. Wärmeleitpasten mit sehr dünner Bondline unterscheiden sich durch ihre hohe Konformität und Eignung für minimale Spaltmaße. Ein objektiver Vergleich sollte auf quantifizierbaren Kriterien wie thermischer Impedanz unter definierten Prüfbedingungen, mechanischer Nachgiebigkeit und Umweltstabilität basieren.

Insgesamt erweitert die neue Serie hochzuverlässiger Wärmeleitpasten von Parker Chomerics die Optionen für Ingenieure, die in kompakten und thermisch anspruchsvollen Elektroniksystemen eine reproduzierbare und messbar effiziente Wärmeabfuhr realisieren müssen.

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