Kompressionsverhältnis von Wärmeleitpads: Wie viel ist genug?

Die Kompression eines Wärmeleitpads ist ausreichend, wenn das Pad beide Oberflächen vollständig berührt, den Spalt über Toleranzschwankungen hinweg ausfüllt, den Kontaktwiderstand verringert und keine übermäßige mechanische Belastung auf die Leiterplatte, die Bauteile, die Lötstellen oder das Gehäuse ausübt. Es gibt kein universelles Kompressionsverhältnis, das für jedes Wärmeleitpad geeignet ist. Viele Konstruktionen zielen auf einen moderaten Kompressionsbereich ab, doch der richtige Wert hängt von der Dicke des Pads, seiner Härte, der Spalttoleranz, dem verfügbaren Druck, der Oberflächenebenheit, den dielektrischen Anforderungen und den Zuverlässigkeitsprüfungen ab.

In einfachen Worten: Eine ausreichende Pressung gewährleistet vollständigen thermischen Kontakt, ohne die Baugruppe zu überlasten.

Eine zu geringe Kompression kann zu Luftspalten und einem hohen Wärmewiderstand führen. Eine zu starke Kompression kann Leiterplatten verbiegen, Bauteile zerbrechen, Gehäuse verformen, die Kontaktfläche zusammendrücken, den dielektrischen Spielraum verringern oder eine dauerhafte Kompressionsverformung verursachen. Ingenieure sollten die Kompression unter Bedingungen mit minimalem, nominalem und maximalem Spalt berechnen und anschließend die thermische Impedanz und die mechanische Zuverlässigkeit im tatsächlichen Produkt überprüfen.

Was ist das Kompressionsverhältnis eines Wärmeleitpads?

Das Kompressionsverhältnis eines Wärmeleitpads ist die prozentuale Verringerung der Pad-Dicke, nachdem das Pad zwischen einer Wärmequelle und einer Kühlfläche eingebaut wurde.

Die Grundformel lautet:

Verdichtungsverhältnis = (Original Polster Dicke – komprimierte Dicke) / ursprüngliche Polsterdicke × 100%

Wenn beispielsweise ein 2,0 mm dickes Wärmeleitpad nach der Montage auf 1,6 mm zusammengedrückt wird:

(2,0 – 1,6) / 2,0 × 100% = 20% Kompression

Die ursprüngliche Pad-Dicke entspricht der Lieferdicke. Die komprimierte Dicke ist die endgültige Dicke der Klebefuge nach dem Zusammenbau des Bauteils. Diese endgültige Dicke ist die Dicke, durch die die Wärme während des Betriebs tatsächlich geleitet wird.

Das Kompressionsverhältnis ist von Bedeutung, da Wärmeleitpads dafür ausgelegt sind, unter Druck zu arbeiten. Durch die richtige Kompression passt sich das Pad besser an Oberflächenunebenheiten an, füllt kleine Luftspalten aus und sorgt für einen lückenloseren Wärmeleitweg.

Warum Wärmepads komprimiert werden müssen

Wärmeleitpads werden zwischen elektronischen Bauteilen und Kühlflächen wie Kühlkörpern, Metallgehäusen, Kühlplatten, Chassis oder Gehäusen eingesetzt. Diese Oberflächen sind niemals vollkommen eben. Selbst bearbeitete Metallteile und geformte Bauteilgehäuse weisen mikroskopisch kleine Erhebungen und Vertiefungen auf.

Ohne Druck berührt ein Wärmeleitpad möglicherweise nur die höchsten Stellen. In den Zwischenräumen verbleibt Luft. Da Luft eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, erhöhen diese Hohlräume den Kontaktwiderstand und führen zu einem Anstieg der Bauteiletemperatur.

Die Kompression unterstützt das Polster:

• Die tatsächliche Kontaktfläche vergrößern
• Oberflächenrauheit der Füllung
• Luftporen reduzieren
• Geringerer Kontaktwiderstand
• Die endgültige Dicke der Klebefuge kontrollieren
• Geringe Toleranzschwankungen ausgleichen
• Verbesserung der Wiederholgenauigkeit zwischen den einzelnen Geräten

HakTaks Artikel Wie sich die Kompression auf die Leistung von Wärmeleitpads auswirkt erläutert diesen Zusammenhang ausführlich.

Gibt es ein Standard-Verdichtungsverhältnis?

Es gibt kein einheitliches Kompressionsverhältnis, das für alle Wärmeleitpads gilt. Ein geeignetes Kompressionsverhältnis hängt von der Materialzusammensetzung und der Produktkonstruktion ab.

Manche Polster sind für eine geringere Kompression ausgelegt. Andere benötigen mehr Kompression, um vollständigen Kontakt herzustellen. Weichere Polster lassen sich bereits bei geringem Druck leicht zusammendrücken. Härtere Polster erfordern möglicherweise eine größere Kraft.

Das richtige Verdichtungsverhältnis hängt ab von:

• Dicke der Unterlage
• Härte des Polsters
• Lückengröße
• Spalttoleranz
• Kontaktbereich
• Ebenheit der Oberfläche
• Montagedruck
• Anfälligkeit der Komponenten
• Steifigkeit der Leiterplatte
• Anforderungen an die elektrische Isolierung
• Zielwert für die thermische Impedanz
• Langzeit-Kriechverformung
• Betriebstemperaturbereich

Aus diesem Grund enthalten die Datenblätter der Hersteller häufig empfohlene Kompressionsbereiche, Kompressions-Durchbiegungs-Kurven oder thermische Impedanzwerte bei verschiedenen Drücken. Ingenieure sollten diese Daten als Ausgangspunkt nutzen und anschließend die tatsächliche Baugruppe testen.

Was passiert bei zu geringer Kompression?

Zu geringer Druck bedeutet in der Regel einen schlechten Kontakt.

Wenn das Wärmeleitpad nicht ausreichend zusammengedrückt wird, kann es sein, dass es Unebenheiten der Oberfläche nicht ausfüllt oder nicht über die gesamte Kontaktfläche an beiden Oberflächen anliegt. Dies kann zu Hotspots und einer instabilen Wärmeübertragung führen.

Symptome einer zu geringen Kompression

Zu den typischen Anzeichen gehören:

• Höhere Bauteil-Temperatur
• Große Abweichungen zwischen den Einheiten
• Lokale Hotspots
• Uneinheitliche Ergebnisse bei thermischen Tests
• Schlechte Kontaktstellen nach der Demontage
• Das Polster ist nicht sichtbar zusammengedrückt
• Luftspalte bei maximaler Toleranz

Warum es zu einer zu geringen Kompression kommt

Eine Unterkompression tritt in der Regel auf, wenn:

• Das Polster ist für den maximalen Spalt zu dünn.
• Das Polster ist für die verfügbare Kraft zu hart
• Das Drehmoment der Schraube ist zu gering
• Das Gehäuse ist nicht steif genug.
• Die Flächen sind nicht parallel.
• Die Höhe der Bauteile variiert stärker als erwartet
• Die Auflagefläche ist für den verfügbaren Druck zu groß

Eine zu geringe Kompression ist ein häufiger Grund dafür, dass ein Wärmeleitpad mit hohem W/mK-Wert in realen Geräten keine gute Leistung erbringt.

Was passiert bei zu starker Komprimierung?

Eine zu starke Kompression kann zwar kurzfristig den Kontakt verbessern, birgt jedoch mechanische Risiken und beeinträchtigt die Zuverlässigkeit.

Symptome einer Überkompression

Mögliche Anzeichen sind unter anderem:

• Biegen von Leiterplatten
• Rissbildung an Bauteilen
• Spannung in Lötstellen
• Verformung des Gehäuses
• Extrusion von Polstern
• Reißen des Polsters
• Zu hohe Montagekraft
• Schrauben- oder Klemmenbelastung
• Verringerter dielektrischer Abstand
• Verformungsrest nach Alterung

Eine zu starke Kompression kann besonders gefährlich sein, wenn das Polster dick oder hart ist oder über empfindlichen Bauteilen liegt.

Warum es zu einer Überkompression kommt

Eine Überkompression tritt in der Regel auf, wenn:

• Das Polster ist zu dick für den Mindestabstand.
• Die Toleranzsumme wurde nicht berücksichtigt
• Das Schraubendrehmoment ist zu hoch
• Die Härte des Polsters ist zu hoch
• Es fehlen mechanische Anschläge
• Die Baugruppe versucht, das Pad als strukturellen Abstandhalter zu nutzen

Das Ergebnis mag auf den ersten Blick akzeptabel erscheinen, doch die langfristige Zuverlässigkeit kann darunter leiden.

Verdichtungsverhältnis und Spalttoleranz

Ingenieure sollten das Verdichtungsverhältnis unter drei Spaltbedingungen berechnen:

1. Mindestabstand
2. Nennspalt
3. Maximaler Abstand

Derselbe Bremsbelag kann bei minimalem Spalt überkomprimiert und bei maximalem Spalt unterkomprimiert sein.

Rechenbeispiel

Angenommen:

• Dicke der Unterlage: 2,0 mm
• Mindestabstand: 1,3 mm
• Nennspalt: 1,5 mm
• Maximaler Abstand: 1,8 mm

Diese Tabelle verdeutlicht, warum es riskant sein kann, ein Kontaktstück ausschließlich anhand des Nennabstands auszuwählen. Das Kontaktstück muss über den gesamten Toleranzbereich hinweg einwandfrei funktionieren.

HakTaks Ratgeber So wählen Sie die richtige Dicke von Wärmeleitpads für Elektronikgeräte aus bietet eine praktische Methode zur Auswahl der Dicke auf der Grundlage des Spaltbereichs und der Kompression.

Verdichtungsverhältnis und Dicke der Klebefuge

Die Bond-Linienstärke (BLT) ist die endgültige Dicke des Wärmeleitpads im komprimierten Zustand. Sie wirkt sich direkt auf den Wärmewiderstand aus.

Für einen vereinfachten Wärmepfad:

R = t / (k × A)

Wo:

• R ist der Wärmewiderstand
• t ist die endgültige Dicke der Klebeverbindung
• k ist die Wärmeleitfähigkeit
• A ist die Kontaktfläche

Mit zunehmender Verdichtung nimmt die Enddicke ab. Dies kann den thermischen Gesamtwiderstand verringern. Die Verdichtung muss jedoch auch den Kontakt verbessern und Beschädigungen vermeiden.

Die beste Wärmeleistung erzielt man mit einem Pad, das stark genug zusammengedrückt ist, um vollständigen Kontakt herzustellen, und dünn genug, um den Widerstand zu verringern, dabei aber dennoch mechanisch sicher ist.

HakTaks Artikel Wie sich die Dicke der Klebefuge auf die thermische Leistung auswirkt erklärt, warum BLT eine der wichtigsten Variablen bei der TIM-Auswahl ist.

Verdichtungsverhältnis und thermische Impedanz

Bei der Bewertung der Leistung von Wärmeleitpads ist die thermische Impedanz oft aussagekräftiger als die Wärmeleitfähigkeit. Sie spiegelt die tatsächlichen Grenzflächenbedingungen unter definiertem Druck und bei definierter Dicke wider.

Mit zunehmender Kompression nimmt die thermische Impedanz häufig ab, da:

• Die Kontaktfläche verbessert sich
• Luftspalte werden verringert
• Die Enddicke nimmt ab
• Die Benetzung der Oberfläche verbessert sich

Sobald jedoch ein guter Kontakt hergestellt ist, bringt eine zusätzliche Kompression möglicherweise nur noch einen geringen thermischen Nutzen, erhöht aber gleichzeitig das mechanische Risiko.

Daraus ergibt sich ein praktisches technisches Ziel:

Wenden Sie so viel Kompression an, dass eine stabile, niedrige thermische Impedanz erreicht wird, vermeiden Sie jedoch eine übermäßige Kompression, die die Kühlung nicht wesentlich verbessert.

ASTM D5470 wird häufig als Referenz für die Wärmeübertragungseigenschaften von wärmeleitenden elektrischen Isoliermaterialien herangezogen und ist für die Prüfung der thermischen Impedanz und der scheinbaren Leitfähigkeit von TIM relevant.

HakTaks Artikel Wärmeleitfähigkeit vs. Wärmeimpedanz bei der TIM-Auswahl erklärt, warum die thermische Impedanz oft aussagekräftiger ist als der Wert in W/mK allein.

Verdichtungsverhältnis und Härte des Wärmeleitpads

Die Härte des Wärmeleitpads hat einen starken Einfluss auf die Kompressionskraft, die erforderlich ist, um ein bestimmtes Kompressionsverhältnis zu erreichen.

Ein weiches Polster kann unter geringem Druck eine Kompression von 20% erreichen. Ein härteres Polster benötigt möglicherweise eine wesentlich höhere Kraft, um die gleiche Kompression zu erreichen.

Die Härte wird üblicherweise anhand der Durometer- oder Shore-Skala gemessen. ASTM D2240 ist eine wichtige Referenz für die Härte von Kautschuk nach dem Durometer. Die Norm erläutert, dass die Eindringhärte vom Materialverhalten und den Prüfbedingungen abhängt und dass verschiedene Durometer-Typen nicht als direkt austauschbar betrachtet werden sollten.

Weiche Wärmepolster

Weiche Polster sind nützlich, wenn:

• Der Druck ist begrenzt
• Die Bauteile sind empfindlich
• Die Oberflächen sind uneben
• Das Verbiegen von Leiterplatten muss auf ein Minimum reduziert werden
• Es gibt verschiedene Höhen der Bauteile

Weiche Polster erreichen zwar leichter eine ausreichende Kompression, sind jedoch möglicherweise schwieriger zu handhaben oder neigen eher dazu, sich zu verformen.

Harte Wärmepads

Härtere Pads sind nützlich, wenn:

• Die Spalttoleranz wird kontrolliert
• Der Montage-Druck ist verfügbar
• Die Handhabung von Stanzteilen ist wichtig
• Maßhaltigkeit ist wichtig
• Die Nachbearbeitung muss sauberer sein

Harte Polster können gute Leistungen erbringen, allerdings nur, wenn die Baugruppe sie so weit zusammendrücken kann, dass sie vollständigen Kontakt herstellen.

HakTaks Artikel Weiche vs. harte Wärmepads: Was ist besser? bietet einen umfassenderen Vergleich.

Verdichtungsverhältnis und elektrische Isolierung

Viele Wärmeleitpads sind elektrisch isolierend. In der Leistungselektronik muss das Pad unter Umständen Wärme ableiten und gleichzeitig den Stromfluss zwischen einem Bauteil und einem metallenen Kühlkörper oder Gehäuse verhindern.

Die Kompression verändert die Enddicke, und die Enddicke wirkt sich auf den dielektrischen Abstand aus.

Wird ein Pad zu stark komprimiert, kann die endgültige Dicke geringer ausfallen als erwartet. Dies kann die elektrische Isolationsreserve verringern. Wird das Pad zu schwach komprimiert, kann der thermische Kontakt unzureichend sein.

Ingenieure sollten Folgendes überprüfen:

• Durchschlagsfestigkeit
• Durchschlagsspannung
• Enddicke nach Verdichtung
• Verdichtung nach der Alterung
• Elektrische Prüfungen nach der Montage
• Elektrische Prüfung nach Temperaturwechselbeanspruchung

HakTaks Artikel Elektrisch isolierende Wärmepolster: Wann braucht man sie? erläutert diesen thermisch-elektrischen Kompromiss.

Wie viel Kompression ist je nach Anwendungsfall ausreichend?

Die nachstehende Tabelle dient als praktische Orientierungshilfe. Sie stellt keine allgemeingültige Vorgabe dar. Die endgültigen Werte müssen den Empfehlungen des Lieferanten und den Ergebnissen der Produktprüfungen entsprechen.

So berechnen Sie das Kompressionsverhältnis eines Wärmeleitpads

Verwenden Sie diesen Workflow.

Schritt 1: Den Spalt ausmessen

Messen oder berechnen:

• Mindestabstand
• Nennspalt
• Maximaler Abstand

Berücksichtigen Sie die Toleranzen für Bauteile, Leiterplatten, Lötstellen, Gehäuse und Kühlkörper.

Schritt 2: Wählen Sie die Dicke des Kandidatenpads aus

Das Polster sollte dick genug sein, um bei maximalem Abstand beide Oberflächen zu berühren.

Schritt 3: Berechnung der Kompression an jeder Lücke

Verwendung:

Verdichtungsverhältnis = (Polster Dicke – Spalt) / Polsterdicke × 100%

Dabei wird davon ausgegangen, dass der Spalt nach der Montage die endgültige Dichtungsdicke bildet.

Schritt 4: Mit dem empfohlenen Bereich vergleichen

Überprüfen Sie unter folgendem Link, ob die Komprimierung akzeptabel ist:

• Mindestabstand
• Nennspalt
• Maximaler Abstand

Schritt 5: Kraft und Spannung prüfen

Ein Lager kann zwar rechnerisch passen, dennoch aber zu viel Kraft erfordern. Überprüfen Sie die Kompressions-Durchbiegungs-Daten und testen Sie die Baugruppe.

Schritt 6: Überprüfung der thermischen und mechanischen Leistung

Messen Sie die Temperatur der Bauteile, die thermische Impedanz, die Verformung der Leiterplatte sowie die Zuverlässigkeit nach Zyklen.

Beispiel: Wahl zwischen zwei Polsterstärken

Angenommen:

• Spannweite: 1,1 mm bis 1,5 mm
• Kandidat A: 1,5-mm-Pad
• Kandidat B: 2,0 mm Polster

Keine der beiden Optionen ist automatisch die perfekte Lösung. Ein weiches 2,0-mm-Polster könnte funktionieren, wenn die Baugruppe eine Kompression von 45% verträgt. Ein 1,5-mm-Polster könnte bei maximalem Spalt versagen. Eine andere Dicke, eine weichere Zusammensetzung oder Thermokitt könnten besser geeignet sein.

Aus diesem Grund muss das Verdichtungsverhältnis unter Berücksichtigung von Kraft, Härte und Toleranz bewertet werden.

Dauerverformung und Langzeitverhalten

Der Druckverformungsrest ist die bleibende Verformung, die zurückbleibt, nachdem ein Material für einen bestimmten Zeitraum zusammengedrückt und anschließend wieder freigegeben wurde. Bei Wärmeleitpads spielt der Druckverformungsrest eine wichtige Rolle, da das Pad über die gesamte Lebensdauer des Produkts hinweg den Kontakt aufrechterhalten muss.

Ein hoher Druckverformungsrest kann zu folgenden Problemen führen:

• Verlust der Wiederherstellung
• Geringerer Anpressdruck
• Höherer Wärmewiderstand
• Mangelhaftes Nachbearbeitungsverhalten
• Langfristige Brennpunkte

Temperaturwechsel und hohe Temperaturen können die Druckverformungsrestbildung beschleunigen. Ein Kontaktstück, das bei der Erstmontage einwandfrei funktioniert, kann nach Monaten oder Jahren den Kontakt verlieren, wenn seine Rückstellfähigkeit unzureichend ist.

Ingenieure sollten die thermische Leistung nach folgenden Ereignissen prüfen:

• Hochtemperaturalterung
• Thermisches Zyklieren
• Vibration
• Aus- und Wiedereinschalten
• Langzeitkompression
• Nacharbeit

Prüfung des Kompressionsverhältnisses von Wärmeleitpads

Das Verdichtungsverhältnis sollte unter realistischen Einbaubedingungen geprüft werden.

Zu den nützlichen Tests gehören:

• Druck-Durchbiegungsprüfung
• Prüfung der thermischen Impedanz bei unterschiedlichen Drücken
• Abschließende Messung der Klebstoffschichtdicke
• Temperaturprüfung von Bauteilen
• Prüfung der Druckverformungsrest
• Dielektrische Prüfung nach der Kompression
• Thermisches Zyklieren
• Schwingungsprüfung

Für umfassendere Prüfungen der Wärmeleitfähigkeit und der Wärmediffusionsfähigkeit von Polymerwerkstoffen, ISO 22007-2 behandelt die Methode der transienten ebenen Wärmequelle.

Bei der Auswahl von TIM sollten Ingenieure die Wärmeleitfähigkeitswerte nicht vergleichen, ohne den Druck und die Dicke zu kennen. Die Prüfbedingungen spielen eine wichtige Rolle.

Häufige Fehler, die Ingenieure vermeiden sollten

Der erste Fehler besteht darin, für jedes Polster einen festen Kompressionsprozentsatz zu verwenden. Unterschiedliche Materialien erfordern unterschiedliche Bereiche.

Der zweite Fehler besteht darin, die Kompression nur beim Nennspalt zu berechnen. Oft treten Ausfälle gerade bei minimalen und maximalen Spaltbedingungen auf.

Der dritte Fehler besteht darin, “nur zur Sicherheit” ein zu dickes Pad zu wählen. Dies kann den Wärmewiderstand erhöhen und die Baugruppe belasten.

Der vierte Fehler besteht darin, die Härte des Pads zu vernachlässigen. Ein hartes Pad lässt sich unter tatsächlichem Druck möglicherweise nicht ausreichend zusammendrücken.

Der fünfte Fehler besteht darin, die dielektrische Sicherheitsreserve nach der Kompression zu vernachlässigen. Die Enddicke ist für die elektrische Isolierung von entscheidender Bedeutung.

Der sechste Fehler besteht darin, nur die anfängliche Leistungsfähigkeit zu prüfen. Druckverformungsrest und Alterung können den thermischen Kontakt auf lange Sicht verändern.

Der siebte Fehler besteht darin, den W/mK-Wert ohne Berücksichtigung der thermischen Impedanz zu vergleichen. Ein Pad mit hohem W/mK-Wert kann eine schlechte Leistung erbringen, wenn es nicht ausreichend komprimiert oder zu dick ist.

HakTak-Perspektive

Bei HakTak wird das Kompressionsverhältnis von Thermopads als Konstruktionsvariable betrachtet und nicht als feste Regel. Der richtige Kompressionsbereich hängt vom Material des Pads und der endgültigen Baugruppe ab.

Für eine präzise Materialauswahl sollten Ingenieure folgende Angaben machen:

• Ursprünglicher Lückenbereich
• Mindest-, Nenn- und Maximalabstand
• Kontaktbereich
• Leistung der Wärmequelle
• Erforderliche thermische Impedanz oder Temperaturzielwert
• Verfügbarer Druck oder Schraubendrehmoment
• Anfälligkeit der Komponenten
• Steifigkeit der Leiterplatte
• Anforderungen an die elektrische Isolierung
• Betriebstemperaturbereich
• Vibrations- und Temperaturwechselbedingungen
• Erwartete Lebensdauer des Produkts

Anhand dieser Informationen kann ein Lieferant die Dicke, Härte, Leitfähigkeitsklasse, den Kompressionsbereich und die Materialart der Pads genauer empfehlen.

Das Ziel ist nicht die maximale Kompression. Das Ziel ist ein stabiler Kontakt, ein geringer Wärmewiderstand, eine sichere mechanische Belastung und eine zuverlässige Langzeitleistung.

Schlussfolgerung

Das Kompressionsverhältnis des Wärmeleitpads ist ausreichend, wenn das Pad den Spalt vollständig ausfüllt und einen zuverlässigen Kontakt herstellt, ohne die mechanische oder elektrische Konstruktion zu überlasten.

Eine zu geringe Kompression führt zu Luftspalten und erhöht den Wärmewiderstand. Eine zu starke Kompression kann Bauteile beschädigen, Leiterplatten verbiegen, Gehäuse verformen, die dielektrische Sicherheitsmarge verringern oder zu einer dauerhaften Kompressionsverformung führen.

Ingenieure sollten die Kompression bei minimalem, nominalem und maximalem Spalt berechnen. Anschließend sollten sie das Material anhand realistischer Druckwerte, der endgültigen Dicke der Klebefuge, der thermischen Impedanz, der dielektrischen Anforderungen sowie durch Zuverlässigkeitsprüfungen validieren.

Es gibt keinen allgemeingültigen Kompressionsprozentsatz für jedes Wärmeleitpad. Das richtige Kompressionsverhältnis ist dasjenige, das im Endprodukt sicher und reproduzierbar funktioniert.

FAQs

Was ist das Kompressionsverhältnis eines Wärmeleitpads?

Das Kompressionsverhältnis eines Wärmeleitpads ist die prozentuale Verringerung der Pad-Dicke nach dem Einbau zwischen einer Wärmequelle und einer Kühlfläche.

Wie berechnet man das Kompressionsverhältnis eines Wärmeleitpads?

Verwenden Sie folgende Formel: Kompressionsverhältnis = (ursprüngliche Bremsbelagstärke – komprimierte Bremsbelagstärke) / ursprüngliche Bremsbelagstärke × 100%.

Wie stark sollte das Wärmeleitpad zusammengedrückt werden?

Eine ausreichende Kompression bedeutet, dass das Polster beide Oberflächen vollständig berührt und den Kontaktwiderstand verringert, ohne dabei übermäßige mechanische Beanspruchung zu verursachen.

Ist eine stärkere Kompression des Wärmeleitpads immer besser?

Nein. Eine stärkere Kompression kann zwar den Kontakt verbessern, eine übermäßige Kompression kann jedoch Leiterplatten verbiegen, Bauteile zerbrechen, Gehäuse verformen oder den dielektrischen Abstand verringern.

Was passiert, wenn ein Wärmeleitpad nicht ausreichend zusammengedrückt wird?

Das Pad kann Luftspalten hinterlassen, wodurch sich der Kontaktwiderstand und die Temperatur der Bauteile erhöhen.

Was passiert, wenn ein Wärmeleitpad zu stark zusammengedrückt wird?

Eine zu starke Kompression kann zu mechanischer Beanspruchung, zum Herausdrücken der Polster, zu einem bleibenden Kompressionsverformungsrest und zu einer Verringerung der elektrischen Isolationsreserve führen.

Hat die Härte des Wärmeleitpads Einfluss auf das Kompressionsverhältnis?

Ja. Weichere Polster lassen sich leichter zusammendrücken, während bei härteren Polstern mehr Kraft erforderlich ist, um denselben Kompressionsgrad zu erreichen.

Sollte die Kompression ausschließlich anhand des Nennabstands berechnet werden?

Nein. Ingenieure sollten die Kompression bei minimalem, nominalem und maximalem Spalt berechnen.

Beeinflusst die Kompression die thermische Impedanz?

Ja. Eine ordnungsgemäße Kompression verringert in der Regel den Wärmewiderstand, indem sie den Kontakt verbessert und die Dicke der Klebefuge verringert.

Welche Daten muss ich angeben, um das richtige Verdichtungsverhältnis auszuwählen?

Geben Sie den Spaltbereich, die angestrebte Pad-Dicke, die Kontaktfläche, den Druckgrenzwert, die Wärmebelastung, die Empfindlichkeit der Bauteile, die Anforderungen an die elektrische Isolierung sowie die Zuverlässigkeitsbedingungen an.