Thermische Interface-Materialien (TIM)
Cool bleiben – Wärmeableitung ist unser Job
Thermische Interface-Materialien auf einen Blick
Semikron Danfoss war der erste Hersteller auf dem Markt, der Leistungsmodule mit voraufgetragenen Wärmeleitpasten angeboten hat. Mit mehr als zwei Jahrzehnten Erfahrung in diesem Bereich und mehr als 27 Millionen vorbedruckten Modulen im Feld, wurden neue Maßstäbe in puncto Zuverlässigkeit und Prozesssicherheit in der Montage gesetzt.
Die Module mit vorappliziertem TIM werden in einer sauberen Umgebung auf einer automatisierten und SPC-überwachten Siebdruck- und Schablonendrucklinie bedruckt.
Semikron Danfoss bietet je nach Kundenanforderung (z. B. Leistungssteigerung, reduzierter Handhabungsaufwand) und Modultyp (mit oder ohne Bodenplatte) entweder Wärmeleitpaste oder Phase-Change-Material an. Die zuverlässige Montage von Modulen ohne Bodenplatte wird durch ein niedrigviskoses Material wie Wärmeleitpaste unterstützt. Unsere Hochleistungs-Wärmeleitpaste (High Performance Thermal Paste, HPTP) erreicht dies und bietet mit einem optimierten Füllstoffgehalt die beste thermische Leistung ihrer Klasse.
Phase-Change-Materialien haben bei Raumtemperatur eine feste Konsistenz, sodass die Vorteile einer nicht verwischbaren TIM-Schicht ohne Nachteile voll zum Tragen kommen. Bei Modulen ohne Bodenplatte hingegen wird in der Regel ein Material mit geringerer Viskosität benötigt, um die Robustheit während der Montage zu verbessern. Hier ist Wärmeleitpaste die bevorzugte Lösung.
Vorteile bei Modulen durch den automatisierten Sieb- und Schablonendruck bei SEMIKRON:
- Erhöhte Produktivität durch geringere Bearbeitungskosten und Logistik
- Optimierter thermischer Widerstand mit einer präzisen TIMSchichtdicke
- Verbesserte Lebensdauer und Zuverlässigkeit
- Verbesserte Robustheit bei der Montage
- Keine zusätzlichen Fertigungsschritte zwischen Logistik und Montage
- Geringere Gesamtkosten
Hochleistungs-Wärmeleitpaste
Hervorragende thermische Performance und Verlängerung der Lebensdauer
Hochleistungs-Wärmeleitpaste ist die neue Semikron Danfoss Lösung, um die Leistung von Modulen ohne Bodenplatte deutlich zu steigern. Bei der Wärmeleitpaste handelt es sich um eine silikonbasierte Wärmeleitpaste mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit. Durch den Einsatz dieser neuen Hochleistungs-Wärmeleitpaste anstelle von Standard-Wärmeleitpaste kann die Lebenszeit der Module aufgrund niedrigerer Chiptemperatur erhöht oder der Ausgangsstrom in den entsprechenden Anwendungen merklich gesteigert werden. Es ist auch möglich, die beiden Vorteile – längere Lebensdauer und erhöhter Ausgangsstrom – miteinander zu kombinieren.
Ein auf jeden Modultyp abgestimmtes Drucklayout sorgt für hohe Prozesssicherheit bei der Montage und gewährleistet den gleichen Montageprozess, unabhängig von der verwendeten Wärmeleitpaste.
Hauptmerkmale der Wärmeleitpaste
- Modulspezifische Muster für eine optimierte TIM-Verteilung
- Um bis zu 50 % reduzierter thermischer Widerstand von Chip-zu-Kühlkörper im Vergleich zu Standard-Wärmeleitpaste
- Um bis zu 25 % mehr Modulleistung oder Verlängerung der Lebensdauerum mehrere Jahrzehnte
- Reduzierte Fertigungsprozesse und geringere Materialkosten
- Keine Notwendigkeit von teuren Keramik-Substraten wie Aluminiumnitrid
- Hervorragende Montagesicherheit für Module ohne Bodenplatte
- Bewährte Langzeitzuverlässigkeit ohne Pump-Out des Wärmeleitmaterials
Phase-Change-Material
Einfacher zu handhaben durch trockene Kontaktflächen
Die feste und trockene TIM-Schicht sorgt dafür, dass unbeabsichtigte Berührungen nicht zu einer Beschädigung des Druckmusters führen. Für jeden Modultyp wurde ein optimiertes Druckmuster entsprechend der gewollten Verformung der Bodenplatte entwickelt.
Diese Druckmuster sorgt für einen direkten Kontakt der metallischen Flächen in den ausgewählten Bereichen der Bodenplatte und dem Kühlkörper. Dabei werden nur die Hohlräume (Verformung sowie Rauigkeit des Kühlkörpers) mit Wärmeleitmaterial gefüllt. Dieser Ansatz bietet zwei wesentliche Vorteile:
- Optimierter thermischer Widerstand Rth(j-s)
- Kein Nachziehen der Schrauben nach dem ersten Betrieb
Hauptmerkmale des Phase-Change-Material
- Einfache Handhabung durch trockene Kontaktflächen, kein Verschmieren der Schicht
- Optimierte Schichtdicke für den niedrigsten thermischen Widerstand
- Kein Nachziehen der Schrauben nach dem ersten Betrieb
- Um bis zu 15 % reduzierter thermischer Widerstand von Chip-zu-Kühlkörper im Vergleich zu Standard-Wärmeleitpaste
Thermische Interface-Materialien
Filter
- Product Type
- TiM
material - Weight in mg
- Thickness (after assembly) in µm
- Tolerances (+/-) in µm
- Product Status
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| Wärmeleitpaste | Phase-Change-Material | ||
|---|---|---|---|
| Modulfamilie | Silikonbasisierte Standard-Wärmeleitpaste | Hochleistungs-Wärmeleitpaste, HPTP (silikonbasiert) | |
| MiniSKiiP Gen. II 0-3 | X | X | - |
| MiniSKiiP 8 | X | X | - |
| MiniSKiiP 2/3 Dual | X | X | - |
| SKiM 63/93 | X | X | - |
| SKiM 4 | X | X | - |
| SKiM 5 | - | X | - |
| SEMITOP 3/4 | X | X | - |
| SEMITOP E2 | - | X | X |
| SEMiX 1s-4s | - | - | X |
| SEMiX 13 | - | - | X |
| SEMiX 33 | - | - | X |
| SEMiX 3 Press-Fit | - | - | X |
| SEMiX 5 | - | - | X |
| SEMiX 6 | - | - | X |
| SEMITRANS 2/3/4 | - | - | X |
| SEMITRANS 10 | - | - | X |
| SEMIPACK 2 | - | - | X |
Webinar: Wie funktionieren Wärmeleitpasten?
Wissen Sie, warum Wärmeleitpasten eine entscheidende Rolle in der Leistungselektronik spielen? Nehmen Sie an diesem Webinar teil und erfahren Sie, wie Wärmeleitpasten genau funktionieren, wie Sie das richtige Material auswählen und wie Sie von vorapplizierten Materialien in Ihrer Anwendung profitieren können.
Der erste Teil des Webinars befasst sich mit dem Funktionsprinzip von Wärmeleitpasten. Hierbei werden verschiedene Materialien vorgestellt und ihre Eigenschaften miteinander verglichen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Optimierung der Wärmeleitpastenschicht: Der Einfluss von Materialwahl, Schichtdicke und Druckmuster wird ausführlich erörtert. Der zweite Teil des Webinars führt den Benutzer durch die Wahl des richtigen Materials. Dieser Teil erläutert, welches Material am besten für die verschiedenen Leistungsmodule verwendet wird und wie der Anwender von vorapplizierter Wärmeleitpaste auf dem Leistungsmodul profitieren kann.
Wichtige Takeaways
- Funktionsprinzipien verschiedener Wärmeleitpasten kennenlernen
- Performance von Wärmeleitpasten optimieren
- Informationen über erwartete Performance-Steigerungen erhalten
- Mehr über die Vorteile von vorapplizierten Wärmeleitpasten erfahren