Da elektronische Geräte immer kompakter und leistungsfähiger werden, ist ein effektives Wärmemanagement unerlässlich geworden, um Leistung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer aufrechtzuerhalten. Die von LEDs, Leistungsmodulen, Halbleiterkomponenten, Automobilelektronik und anderen elektronischen Geräten erzeugte Wärme muss effizient von wärmeerzeugenden Komponenten zu Kühlkörpern oder Kühlsystemen übertragen werden.
Selbst glatt aussehende Oberflächen enthalten jedoch mikroskopisch kleine Unregelmäßigkeiten. Wenn zwei Komponenten zusammengesetzt werden, können winzige Luftspalte zwischen ihnen verbleiben, was den thermischen Kontaktwiderstand erhöht und die Effizienz des Wärmeübertragungs verringert.
Hierthermische Grenzflächenmaterialien (TIMs)Kommen Sie ins Spiel.
Unter verschiedenen TIM-LösungenWärmeleitgel, auch bekannt als thermisches Gel oder entblässiger thermischer Spaltfüller, bietet eine Kombination aus Weichheit, Konformität, Lückenfüllfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Im Gegensatz zu starren Thermopads kann Thermalgel sich an unebene Oberflächen anpassen und Unterschiede in der Spaltdicke ausgleichen. Es kann auch direkt auf Bauteile verteilt werden, was es für automatisierte Fertigungsprozesse geeignet macht.
Aber was genau ist thermisch leitfähiges Gel? Wie funktioniert es und wie unterscheidet es sich von Thermofett oder Wärmeleitpads? Noch wichtiger: Wie sollten Sie das richtige Wärmegel für Ihre Anwendung auswählen?
In diesem Leitfaden erklären wir die Eigenschaften, Funktionsprinzipien, Anwendungen, Vorteile und Auswahlüberlegungen von Wärmeleitgel, um Ihnen zu helfen, zu verstehen, wann und warum es für das Wärmemanagement verwendet werden kann.
Thermisches Gel (auch bekannt als Wärmeleitgel, Kühlkörpergel, CPU-Gel und Prozessorgel usw.) ist ein gelähnliches, silikonbasiertes, thermisch leitfähiges Material, das durch Rühren, Mischen und Einkapseln von Silikonharz, Vernetzungsmittel, thermisch leitfähigem Füllstoff und Aushärtungsmittel entsteht.
Es besteht aus einem und zwei Teilen thermisch leitfähigem Silikongel. Darunter ist das zweiteilige Wärmegel in die A- und B-Komponenten unterteilt. Die A-Komponente besteht aus Silikonharz, Vernetzungsmittel und Füllstoff, und die B-Komponente besteht aus Silikonharz, Katalysator und Füllstoff. Nachdem die beiden gemischt und ausgehärtet sind, wird daraus thermisches Silikagel.
Leistungsmodule
IGBT-Module
LED-Beleuchtung
Automobilelektronik
Telekommunikationsausrüstung
Stromversorgungen
Unterhaltungselektronik
CPUs / GPUs
Batterie- und Energiespeichersysteme
Industrielle Steuerungsanlagen
Da thermisches Gel einen großen Anteil thermisch leitender Füllstoffe enthält und die Viskosität des Kautschuks hoch ist, ist das thermisch leitfähige Gel während der Herstellung und Verpackung des Gummirohrs anfällig für Luftblasen. Die Entstehung von Blasen führt dazu, dass der Gummi erstarrt und eine Hohlraum bildet, was das Erscheinungsbild des Wärmeübertragungsgels beeinflusst und die Wärmeleitfähigkeit verringert.
Wenn sich in einer Komponente des zweiteiligen Wärmegels Blasen befinden, beeinflusst dies auch das Mischverhältnis des AB-Klebstoffs und die Leistung aller Aspekte des Produkts.
Während des Dosierungstests mit Wärmeleitgel läuft der Kleber vom Ende des Schlauchs über, wenn der Klebstoffausgang zu klein ist, der Pressdruck oder die Viskosität des Wärmeleitgel zu hoch ist. Einer der Hauptgründe ist, dass der Kleber beim Zusammendrücken des Klebers am Hinterdeckel auch die Abdeckung rückwärts zusammendrückt. Wenn der Druck zu hoch ist, kann die Heckabdeckung der Verformung und Überläufen nicht standhalten. Zweitens drückt das Gel das Verpackungsrohr thermisch zusammen, was dazu führt, dass das Verpackungsrohr verformt und überläuft.
| Ausstattung | Thermisches Gel | Thermisches Fett | Wärmeleitpad |
| Form | Gel | Paste | Massives Polster |
| Lückenfüllen | Ausgezeichnet | Begrenzt | Gut |
| Unregelmäßige Flächen | Ausgezeichnet | Gut | Begrenzt |
| Automatisierte Abgabe | Ja | Ja/begrenzt | Nein |
| Druckkraft | Niedrig | Niedrig | Mittel/Hoher |
| Mächtigkeitsflexibilität | Hoch | Sehr hoch | Behoben |
| Überarbeitbarkeit | Kommt auf die Formulierung an | Meistens ist das einfach | Ganz ruhig |
| Anwendung | Automatisierung / Abgabe | Drucken / Beschichtung | Manuelle Montage |
| Am besten für | Unregelmäßige Lücken & Massenproduktion | Dünne Grenzflächen | Behobene Lücken |
Ölentlüftung oder -wanderung kann die umliegenden Komponenten kontaminieren und je nach Formulierung und Anwendungsumgebung die langfristige Zuverlässigkeit beeinträchtigen.
Obwohl das Wärmeleitpad eine lange Lebensdauer hat, hat es einen hohen Wärmewiderstand und erfordert einen höheren Arbeitsdruck.
Thermisches Gel vereint mehrere Vorteile von Thermofett und Thermopads, insbesondere beim Lückenfüllen, der Konformität und der automatisierten Dosierung. Die Materialauswahl sollte jedoch weiterhin auf Wärmeleitfähigkeit, Spaltdicke, Kompressionsanforderungen, Aushärtungsverhalten und Anwendungsbedingungen basieren.
Thermisch leitfähiges Gel ist ein Silikonfett, das mit Partikeln mit hoher Wärmeleitfähigkeit (wie Alumina, Silberpulver usw.) gemischt und anschließend durch ein Wärmebehandlungsverfahren mit niedrigmolekularem Siloxan vernetzt und anschließend ein Gel bildet.
Thermischer Spaltfüller ist eine Gel-Substanz zwischen flüssigem und festem Stoff. Es hat nicht nur Eigenschaften der Formrückgewinnung, starke Materialkohäsion, hohe Wärmebeständigkeit, gute langfristige Wärmestabilität usw., sondern auch einen extrem niedrigen Wärmewiderstand wie wärmeleitfähiges Silikonfett, das Lücken füllen kann, und eine hohe Haftwirkung.
AntasZweikomponenten-WärmegelProduktmodell
ZS-GF-5299B Wärmeableitungsgelist eine Art pastenartiges, zweiteiliges Additionsguss mit hoher Wärmeleitfähigkeit, Silikongel, das durch Erhitzen ausgehärtet werden kann und die Eigenschaft besitzt, dass je höher die Temperatur, desto schneller die Aushärtung.
Dieser thermische Spaltfüller erzeugt keine Nebenprodukte in der Aushärtungsreaktion. Es ist geeignet für PC, PP, ABS, PVC und andere Materialien und Metalloberflächen und kann in einer Umgebung von -40°C bis 200°C verwendet werden und erfüllt vollständig die Anforderungen der EU-ROHS- und REACH-Richtlinien.
Ein-/Zweikomponenten-Wärmegel
Angepasste Wärmeleitfähigkeit
Verschiedene Viskositätsoptionen
Verschiedene Verpackungsoptionen
F&E-Fähigkeiten
Produktionskapazität
Qualitätskontrolle
OEM / ODM
Individuelle Formulierung
Produktauswahl
Anwendungstests
Dispensationskompatibilität
Probentests
TDS / MSDS-Unterstützung
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Thermisches Gel ist ein weiches, konformes thermisches Interface-Material (TIM), das verwendet wird, um den Wärmeaustausch zwischen wärmeerzeugenden Komponenten und Wärmesenkern oder anderen Kühlflächen zu verbessern. Sie füllt mikroskopisch kleine Luftlücken und Oberflächenunregelmäßigkeiten und hilft, den thermischen Kontaktwiderstand zu verringern.
Wärmeleitfähiges Gel kann in Anwendungen wie Leistungselektronik, LED-Beleuchtung, Telekommunikationsgeräte, Automobilelektronik, industrielle Steuerungssysteme und andere elektronische Geräte eingesetzt werden, bei denen eine effiziente Wärmeableitung erforderlich ist.
Nein. Thermisches Gel und thermisches Fett sind beide thermische Schnittstellenmaterialien, haben jedoch unterschiedliche physikalische Eigenschaften und Anwendungseigenschaften.
Thermisches Fett ist typischerweise ein pastenartiges Material, das eine dünne thermische Grenzfläche bilden soll, während thermisches Gel im Allgemeinen weicher ist und größere oder ungleichmäßige Lücken füllen kann. Thermisches Gel eignet sich auch für automatisierte Dosieranwendungen, bei denen eine kontrollierte Materialplatzierung erforderlich ist.
Das richtige Material hängt von Faktoren wie Spaltdicke, Wärmeleitfähigkeit, Viskosität, Dosiermethode, Betriebstemperatur und Montageanforderungen ab.
Viele silikonbasierte Wärmeleitgel sind so formuliert, dass sie elektrische Isolierung bieten und gleichzeitig eine gute Wärmeleitfähigkeit bieten. Elektrische Isolierung ist jedoch formulierungsspezifisch und sollte nicht für jedes thermische Gel angenommen werden.
Wenn elektrische Isolierung wichtig ist, prüfen Sie die technischen Daten des Herstellers auf Eigenschaften wie Volumenwiderstand, Dielektrizitätsfestigkeit und Dielektrizitätskonstante, bevor Sie ein Produkt auswählen.
Der Hauptunterschied liegt in ihrer physischen Form und der Anbringungsmethode.
Wärmeleitplatten sind vorgefertigte, feste Materialien mit einer definierten Dicke, während thermische Gele weiche, entbehrliche Materialien sind, die sich an unebene Oberflächen anpassen und Unterschiede in der Spaltdicke ausgleichen können.
Thermisches Gel könnte eine bessere Option sein, wenn:
Die Dicke des Spalts variiert in der gesamten Baugruppe
Die Paarflächen sind ungleichmäßig oder unregelmäßig
Eine individuell angepasste Menge thermisches Material ist erforderlich
Automatisierte Abgabe wird bevorzugt
Eine geringe Montagespannung ist wichtig
Wärmeleitplatten sind möglicherweise geeigneter, wenn eine feste Dicke und eine einfache Installation erforderlich sind.
Ja, thermisches Gel kann so gestaltet werden, dass größere Lücken gefüllt werden als herkömmliches thermisches Fett, aber die maximal empfohlene Spaltdicke hängt von der spezifischen Formulierung ab.
Bei der Auswahl eines thermischen Spaltfüllers sollten Sie nicht nur die nominale Spaltdicke, sondern auch die Viskosität, das Fließverhalten, die Kompressionseigenschaften, das Aushärtungs- oder Trocknungsverhalten, die Wärmeleitfähigkeit und die langfristige Stabilität des Materials berücksichtigen.
Für Anwendungen mit relativ großen oder variablen Spalten kann ein entbehrliches Wärmegel mehr Flexibilität bieten als ein vorgefertigtes Wärmeleitpad.
Ja. Viele entbehrliche Wärmegel sind für die automatisierte Dosierung konzipiert und können in Produktionslinien integriert werden.
Automatisierte Abgabe kann helfen, Folgendes zu kontrollieren:
Dosiervolumen
Bewerbungsstelle
Materialdicke
Produktionskonsistenz
Montagezykluszeit
Die Dosierleistung hängt jedoch von der Viskosität, Rheologie, Verpackung, Aushärtungseigenschaften des Produkts und der verwendeten Dosierausrüstung ab. Es wird empfohlen, das Wärmegel zusammen mit dem vorgesehenen Dosiersystem vor der Massenproduktion zu bewerten.
Es hängt vom Typ des Thermogels ab.
Einige thermische Gele sind so konstruiert, dass sie nach der Anwendung weich und flexibel bleiben, während andere aushärten oder andere Veränderungen der physikalischen Eigenschaften erfahren können. Die langfristige Leistung hängt von der Formulierung, der Betriebstemperatur, den Umweltbedingungen und dem Anwendungsdesign ab.
Bei der Bewertung eines Wärmegels sollten Sie über die anfängliche Wärmeleitfähigkeit hinausblicken und auch dessen langfristige Stabilität, Ölentlüftung, Schrumpfung, Härteänderung sowie Beständigkeit gegenüber Temperatur und Umwelteinflüssen berücksichtigen.
Eine höhere Wärmeleitfähigkeit bedeutet nicht immer eine bessere Wärmeschnittstellenlösung.
Die geeignete Wärmeleitfähigkeit hängt von der Wärmelast, der Grenzflächendicke, der Bauteiltemperatur, dem verfügbaren Kühlsystem und den allgemeinen Anforderungen an den thermischen Widerstand ab.
Zusätzlich zur Wärmeleitfähigkeit betrachten Sie:
Thermischer Widerstand
Spaltdicke
Viskosität und Dosierverhalten
Betriebstemperaturbereich
Anforderungen an elektrische Dämmung
Verdichtung oder mechanische Spannung
Langfristige Zuverlässigkeit
Kompatibilität mit den Substraten und Komponenten
Aus diesem Grund sollte die Wärmeleitfähigkeit zusammen mit dem vollständigen Wärmemanagementsystem bewertet werden und nicht als eigenständige Spezifikation betrachtet werden.
Bei der Auswahl eines Thermogel-Herstellers sollten Sie sowohl das Material selbst als auch die technischen und produktionstechnischen Fähigkeiten des Herstellers bewerten.
Wichtige Faktoren sind:
Thermische Leistung:Liefert der Hersteller zuverlässige Daten zur Wärmeleitfähigkeit und dem thermischen Widerstand?
Produktkonsistenz:Kann der Hersteller eine stabile Leistung zwischen den Produktionschargen aufrechterhalten?
Anwendungsunterstützung:Kann der Lieferant bei der Materialauswahl, Abgabe und Anwendungsprüfung helfen?
Anpassung:Können Formulierung, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit, Verpackung oder andere Eigenschaften bei Bedarf angepasst werden?
Qualitätskontrolle:Hat der Hersteller geeignete Test- und Qualitätskontrollverfahren?
Produktionskapazität:Kann der Lieferant sowohl Probentests als auch Großproduktion unterstützen?
Dokumentation:Sind TDS, SDS, Testberichte und andere technische Dokumente verfügbar?
OEM/ODM-Fähigkeit:Kann der Hersteller maßgeschneiderte Produkte oder Private-Label-Lösungen anbieten, falls erforderlich?
Für industrielle Anwendungen ist es in der Regel besser, mit einem Hersteller von Wärmegeln zusammenzuarbeiten, der beides anbieten kannMaterialleistung und Anwendungsunterstützung, anstatt einen Anbieter ausschließlich anhand der Wärmeleitfähigkeit zu wählen.
Jointas Chemical bietet thermische Schnittstellenmateriallösungen für elektronische und thermische Managementanwendungen an. Wenn Sie nach einemHersteller thermischer Gel, Anbieter von thermisch leitfähigen Gels oder maßgeschneiderter WärmespaltfüllerKontaktieren Sie unser technisches Team, um Ihre Anwendungsanforderungen zu besprechen und Produktinformationen oder Muster anzufordern.