CMC-Produkte für das Thermal Management in der Elektronik

( English Version ) Eine bekannte Faustregel aus der Elektronik besagt, dass eine Reduktion der Temperatur um 10°C die Lebensdauer eines Bauelements verdoppelt.

Das zeigt: Thermal Management ist ein wichtiges Thema für LED Anwendungen, Solar-Konverter und zum Beispiel Leistungselektronik wie z.B. IGBT-Einheiten. Eben überall da, wo Wärme in eng begrenzten Räumen entsteht und zur Überhitzung führen kann.


Wärmeleitende Isolationsfolien, Silikonfolie, Metallfolien

CMC Klebetechnik bietet leistungsfähige Produkte (z.B.  Kapton® MT) zum "Wärme ableiten" an. Damit die Wärme möglichst schnell vom Entstehungsort abgeführt werden kann.
Grob unterteilt wird dabei in wärmeleitende Materialien, die auch elektrisch leitend sind und solchen Produkten, die zwar die Wärme leiten, elektrisch jedoch isolierend wirken. Neben den hier beschriebenen Kapton® Varianten erhalten Sie auch wärmeleitende Silikonfolien und Gapfiller von CMC. Alle diese Lösungen sind nicht nur für Gerätehersteller interessant, sondern auch für EMS-Dienstleistern.

Die wärmeleitenden Folien und Gapfiller können eingesetzt werden als galvanische Trennung gegenüber dem Kühlkörper oder Wärmespreizer, zum Ausgleichen von Unebenheiten auf der Platine oder sind bei Bedarf auch sehr dünn und platzsparend: CMC Klebetechnik bietet das richtige Material für Ihren Wärmeleitpfad an - in der Elektronikfertigung, dem Transformatorenbau, für elektrische Antriebe, elektrische Heizungen in Trocknern, Lufterhitzern, Ölerwärmern, für Leistungs-LED Beleuchtungen, Rohrbegleitheizungen oder in anderen wärmetechnischen Anwendungen: Heatmanagement on demand.

Kapton® Polyimid-Folien bieten hohe elektrische Spannungsfestigkeit, eine extreme Temperaturbelastbarkeit, einen geringen Schrumpf und können nicht brechen. Sie sind daher vor allem in der Elektronik-Industrie gerne eingesetzte Folien für z.B. Flexible Printed Circuits, Isolationen und für die Wärmeleitung. Kapton® MT Folien können auch als Ersatz für Aluminiumoxyd-Keramikscheiben eingesetzt werden (biegsam, bruchfest). Wegen ihrer geringen Dicke haben sie einen geringen Wärmewiderstand.


Ausgleich von Wärmeübergangswiderständen

Für das Wärme-Management (Thermal Management) in der Elektrotechnik und Elektronik bietet CMC Klebetechnik auf Basis der wärmeleitenden Kapton® MT Folien Varianten mit verschiedene Beschichtungen an. Diese Beschichtungen gleichen Oberflächenrauigkeiten aus und verringern dadurch erheblich die sich bildenden Übergangswiderstände. Kapton® MT Folien ergänzen wesentlich alle Produkte, die von CMC für das Heatmanagement in der Elektronik angeboten werden.

Andere Möglichkeiten zur Verbesserung des Wärmeübergangswiderstandes sind z.B. weiche Silikonfolien oder Wärmeleitpasten (mehr Informationen dazu auf www.cmc.de)

Ist keine Isolationsfunktion gefordert bzw. durch einen mechanisch definierten Abstand gewährleitet, kann man zur thermischen Anbindung auch dosierbare Gap-Filler TEMPRION™ GF verwenden. Diese hoch-pastösen Massen (zäh-flüssige Wärmeleitpaste) sind gut wärmeleitend, können z.B. aus einer Kartusche dosiert werden. Sie sind eine silikon-freie Variante gegenüber vorgeformten Silikonfolien. Typisches Beispiel ist DuPont™ Temprion™ GF0300 mit 3,5 W/m*K späzifischer Wärmeleitfähigkeit und guter Oberflächenbenetzung.

 

Weitere Anwendungen für wärmeleitende TIM-Produkte sind: Industrie-, Straßen-, Schiffs-, Fassaden- und Parkplatzbeleuchtungen, Stadion- und Bühnenscheinwerfer sowie Fahrzeug-Frontscheinwerfer, On-Board Charger, Stromrichter, Rectifiers DC/AC, Converters DC/DC in E-Mobilen (Powertrain), Servoumrichter sowie Hochleitungselektronik und in der Medizintechnik. Auch für Power-Grids, Batterie-Technologie, dU/dT-Filtern, Entstörfilter allgemein, Hochleistungskondensatoren, Super-Caps und Automotive Anwendungen (HEV, OBC, DC/DC Wandler).

 

Kapton® MT - Stanzteile für galvanische Trennung und thermische Kopplung Kapton® MT - die-cut parts for electrical insualtion and thermal coupling

Wichtig: Überlegungen zum Einsatz von TIM-Produkten im Rahmen der Lebensdauerbetrachtung (Life-Cycle)

  • Verhalten von TIM-Materialien bei Flächenpressung (Pump-Out)
  • Verhalten verschiedener TIM-Materialien im Powercircle (Degration)
  • Veränderungen des thermischen Widerstandes bei Vorhandensein von Schwingungen
  • Welche mechanische Spannung wird durch das TIM auf das Bauteil übertragen
  • Rückstellfähigkeit (z.B. bei Powercircle mit CTE – Pumpen) von TIM`s (z.B. Silikonfolien)
  • Verhalten bei Temperaturzyklen und Schockbelastung von Interface-Materialien
  • Ausgleichverhalten von TIM`s bei Verformungen höherer Ordnung (konkav, konvex, wellig)
  • Chemische Beständigkeit und Verhalten innerhalb von Elektrischen Isoliersystemen
  • Brandverhalten von TIM`s
  • Änderung der Spannungsfestigkeit über Alterung oder Verformung (Dickenreduktion)
  • Setzverhalten von Gapfillern und wärmeleitenden Gelen bei mechanischer Belastung
  • Einbau"regeln", um das richtige TIM bei der richtigen Belastung auszuwählen (z.B. kontanter Druck oder konstantes Spaltmaß)
  • Lebensdauerverhalten allgemein von TIM`s

Kurzübersicht Kapton® MT Klebebänder für TIM-Anwendungen

 

CMC-Typ, Folie in 1 mil und 2 mil

 Kapton MT

25µ

50µ

1-seitig

 TPC / ---

CMC 73240

CMC 73540

 TAC / ---

CMC 73250

CMC 73550

 TPS / ---

CMC 73260

CMC 73560

2-seitig

 TPC / TPC

CMC 73244

CMC 73544

 TPC / TAC

CMC 73245

CMC 73545

 TAC / TAC

CMC 73255

CMC 73555

 TPS / TPS

CMC 73266

CMC 73566

TPC: Thermal Phase Change (schmilzt bei etwa 60°C auf und benetzt Oberflächen ähnlich Thermal Grease perfekt)
TAC: alterungsbeständiger, wärmeleitender Acrylat-Kleber
TPS: extrem temperaturbeständiger, wärmeleitender Polysiloxan-Kleber

Für weitere Informationen gehen Sie bitte auf unsere Hauptseite www.cmc.de.


Bedarf an Wärmeleitung in verschiedensten Anwendungen und Industrien

Wärmeleitende Produkte von CMC werden kundenspezifisch hergestellt für folgende Anwendungen....

IT-Technik: WLAN-Router, Server, Notebooks, VOIP-Telefone, Speichermodule, Fetplatten und Drucker

Stromversorgung: Wechselrichter, Stromrichter, Netzkomponenten (Smart Grid), Unterbrechungsfreie Stromversorgungen, DC/DC Wechselrichter, Solarwechselrichter, Motorsteuergeräte, Buck-Boost DC/DC Wandler; Hochleistungswiderstände mit Aluminium-Gehäuse/Kühlkörper, Netzspannungsstabilisatoren, Systeme zur Blindleistungskompensation, Energiespeichersysteme, Aktive Filter, Wärmeableitung an passiven Bauelementen wie z.B. Kondensatoren, Widerständen, Übertrager, für Ladegeräte von Elektrofahrzeuge, in Hochspannungsnetzteilen, für elektronische Transformatoren und Wärmemanagement in Umrichtern für die Photovoltaik, Verkehrstechnik und Windenergie

Automobiltechnik: Tagfahrlicht, Bremslichter (LED-Leiste), Elektronik für Servolenkung, ABS-Bremsmodule, Autoelektronik, Leistungshalbleiter, HV-Junctionbox, Akkucontainer, Car Control Unit (CCU), HV-Klimaanlage, HV ACC, HV-Booster, Batteriespeichersysteme, HV-Batterien

Haus- und Beleuchtungstechnik: Leistungs-LED-Lampen, Smart Meter, Audiogeräte, LCD Fernseher, Smart Meter Gateway (SMGW)

Kühltechnik, Schaltschrankklimatisierung, Kühlmodule: Selbstverständlich können auch Kühlaggregate, Wärmepumpen und Peltierelemente (thermoelektrische Kühlmodule) mittels TIM-Produkte an Wärmesenken angebunden werden

In WBG (Wide Bandgap) Electronics (SiC, GaN) oder Silikon-basierend (IGBT, Thyristor) mit höheren Betriebstemperaturen und leistungsintensiven, dichtgepackten Anwendungen garantiert Kapton® langfristig dank hoher Temperaturbeständigkeit elektrische Isolation und Wärmeleitung.

Zur Isolation und Wärmeableitung an passiven Bauteilen wie Drosseln, Kondensatoren, Filter an Umrichtern, Leistungswiderständen, Stromwandlern, Thermistoren, Bremswiderständen, Netzfiltern, Übertragern und in Systemen zur Blindleistungskompensation, Entladewiderstände zur sicheren Entladung von Batterien oder Kondensatoren in der z.B. E-Mobility

Zur Isolation und Wärmeableitung bei aktiven Bauteilen wie Leistungsmodule, MOSFETs, Thyristoren, Leistungsdioden, Gleichrichter, Power System in Package (PSiP), IGBTs, Heizer aus Dickschicht-Widerständen (Thick film heating elements)

Für die Anbindung von Temperatursensoren an die zu überwachende Oberfläche, zur Verbesserung der thermischen Leitung in Wärmetauschern, bei Kühlkörpern und Lüftern

sowie in der Medizintechnik und im Elektromotoren- und Generatorenbau.

 

Applications for thermal conductive Kapton® MT/MT+ are found in nearly all kind of industry, especially for these markets and applications:

  • Electrical Energy Storage
  • Transportation (trains, busses, etc)
  • UPS and Motor Drives
  • Silicon Carbide (SiC) Applications
  • EV and HEV automotive applications
  • Telecommunication
  • HV- Airheater and HVCH (High-Voltage Coolant Heater)
  • Alternative Energy such as Wind and Solar
  • (High voltage) Heat pumpe

  • Industrial Power Conversion


Ansprechpartner:

Herr Gerald Friederici
Technische Beratung
Telefon: +49 (6233) 872-356
Fax: +49 (6233) 872-390
friederici@cmc.de