Der Vergleich zwischen thermisch leitfähigem Fett und Gel

Thermisch leitfähiges Gel bietet eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 1,9–3,0 W/m*K, während thermisch leitfähiges Fett eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,8–3,8 W/m*K aufweist.

① Elektrische Isolierung

Wärmeleitende Pasten weisen aufgrund des in ihre Zusammensetzung eingearbeiteten Metallpulvers schlechtere isolierende Eigenschaften auf. Im Gegensatz dazu bietet wärmeleitendes Gel eine hervorragende elektrische Isolationsleistung. Bei einer Dicke von 1 mm übersteigt seine elektrische Durchschlagspannung 4000 Volt.

② Physikalische Form und Anwendungseigenschaften

Wärmeleitfett wird in pastenförmiger Form geliefert. Es erfordert eine sorgfältige und gleichmäßige manuelle Auftragung. Die Auftragung wird insbesondere bei der Arbeit mit großformatigen Komponenten besonders umständlich. Außerdem besteht die Gefahr, benachbarte elektronische Teile zu kontaminieren, was zu Kurzschlüssen oder Oberflächenkratzern führen kann. Darüber hinaus weist Wärmeleitfett Einschränkungen als wärmeleitendes Füllmaterial für Spalte auf.

③ Thermische Leistung

Produkte mit gleicher nomineller Wärmeleitfähigkeit weisen aufgrund des geringeren thermischen Widerstands der wärmeleitfähigen Wärmeleitpaste eine bessere Wärmeübertragungsleistung auf. Um daher die gleiche Wärmeabfuhrleistung zu erreichen, müssen wärmeleitfähige Silikonscheiben einen höheren angegebenen Wert für die Wärmeleitfähigkeit aufweisen als wärmeleitfähige Wärmeleitpaste.

So wählen Sie aus

Der sauberste Weg zur Entscheidung besteht darin, vom Interface und vom Produktlebenszyklus ausgehend rückwärts vorzugehen:

①Spalt und Ebenheit. Wenn die Klebelinie weniger als ca. 0,1 mm beträgt und die Oberflächen eben und eng toleriert sind, ist Fett die natürliche Wahl. Ist der Spalt größer, variabel oder erstreckt er sich über unebene Komponenten, ist Gel die praktische Wahl.

②Thermische Wechselbelastung und Vibrationsbelastung. Für eine harmlose, stationäre Umgebung mit seltenem Ein- und Ausschalten der Stromversorgung kann der anfängliche Widerstandsvorteil von Fett bestehen bleiben. Bei wiederholtem thermischem Zyklus, Vibration oder starken Temperaturschwankungen ist die Beständigkeit des Gels gegen Auspumpen und Austrocknen der entscheidende Faktor.

③ Produktionsvolumen und Automatisierung. Arbeiten mit geringem Volumen oder Prototypen bevorzugen Fett. Hochvolumige automatisierte Linien bevorzugen Gel – die Schwelle von 5.000 Komponenten ist ein nützlicher Ausgangspunkt für eine Kostenanalyse.

④Wartungsfreundlichkeit. Falls die Baugruppe wahrscheinlich vor Ort nachgearbeitet wird, bietet Fett den eindeutigsten Entfernungsweg, obwohl es als bewährte Praxis gilt, das Fett nach der Nacharbeit zu erneuern. Gel ist bei vielen Formulierungen nacharbeitbar und hinterlässt weniger Rückstände; jedoch muss sein Aushärtungszustand verstanden sein, bevor eine saubere Trennung angenommen wird.

Der breitere Branchentrend geht hin zu Gel: Wenn Elektronik immer höhere Leistungsdichte, längere Lebensdauer und „wartungsfreie“ Konstruktionen anstrebt, werden die Alterung und das Herauspumpen von Fett zu systemweiten Risiken statt zu akzeptablen Kompromissen. Dieser Trend ist jedoch keine universelle Vorgabe. Eine Gaming-CPU oder ein fest angeklemmtes Leistungsmodul mit einer Grenzfläche unter 0,1 mm erhält nach wie vor einen ausgezeichneten Wärmeübergang durch ein hochwertiges Fett. Die richtige Frage lautet nicht „Welches Material ist besser?“, sondern „Welchen Ausfallmodus kann mein Design tolerieren – und welchen nicht?“