Graphit-Wärmeleitpad zur Wärmeverteilung und Hot-Spot-Kontrolle in der Elektronik
Haktak liefert Graphit-Wärmeleitpads und maßgeschneiderte Graphitplatten für kompakte Elektronik, bei der eine dünne, leichte Wärmeverteilung, die Reduzierung von Hotspots und ein passgenau gestanztes Wärmemanagement rund um Akkus, Displays, LEDs und Leistungsbauelemente erforderlich sind.
Was ist ein Graphit-Wärmeleitpad?
Ein Graphit-Wärmeleitpad ist ein dünnes Material für das Wärmemanagement, das dazu dient, Wärme über eine Oberfläche zu verteilen. Im Gegensatz zu vielen weichen Silikon-Spaltpads, die Wärme über eine komprimierte Schnittstelle leiten, werden Graphitmaterialien häufig aufgrund ihrer hohen Wärmeverteilung in der Ebene, ihres dünnen Profils, ihres geringen Gewichts und ihres flexiblen Stanzdesigns ausgewählt.
Wärmeverteilung in der Ebene
Graphitplatten können dazu beitragen, die Wärme von lokalen Hotspots abzuleiten, sodass das Temperaturfeld über die gesamte Oberfläche des Bauteils hinweg gleichmäßiger wird.
Schlankes und leichtes Format
Graphit-Wärmeleitpads sind dort sinnvoll, wo die Bauhöhe sehr begrenzt ist und kein dickes Wärmeleitpad verwendet werden kann.
Wo Graphit-Wärmepads zum Einsatz kommen
Graphit-Wärmeleitpads kommen zum Einsatz, wenn bei einem Elektronikdesign die Wärme über eine dünne Fläche verteilt werden muss, anstatt lediglich einen großen mechanischen Spalt zu überbrücken. Sie können zusammen mit Wärmeleitmaterialien, Thermopads, Fett mit geringem Wärmewiderstand und wärmeleitende Spaltfüller in einem kompletten Wärmestapel.
Intelligente Geräte und Displays
Die von Prozessoren, Ladeschaltungen, Kameramodulen, Displaytreibern und Kompaktplatinen erzeugte Wärme auf eine größere Oberfläche verteilen.
Batteriepacks und BMS-Bereiche
Trägt dazu bei, lokal auftretende Wärme in der Nähe von Zellen, Sensoren, Sammelschienen, Schutzschaltungen und dünnen Gehäusen abzuleiten.
LED-Beleuchtungsmodule
Unterstützt die Glättung von Hotspots im Bereich von LED-Platinen, Treibern, Metallrahmen und schlanken Beleuchtungsbaugruppen.
Steuerplatinen für die Leistungselektronik
Verwenden Sie Graphitpads in der Nähe von MOSFETs, DC/DC-Wandlern, Induktivitäten und kleinen Leistungskomponenten, wo der Platz auf der Leiterplatte begrenzt ist.
Telekommunikation und Industrieelektronik
Wärmeableitung in kompakten Gehäusen, Modulen, Routern, Gateways, Steuerungen und gekapselten Elektronikbaugruppen.
Wearables und tragbare Geräte
Lokale Überhitzungsstellen in dünnen Geräten reduzieren und dabei die Kühllösung leicht und flexibel halten.
So wählen Sie ein Graphit-Wärmepad aus
Bei der Auswahl von Graphitpads sollte man zunächst den Wärmeflussweg betrachten. Ingenieure müssen wissen, ob die Graphitschicht die Wärme seitlich verteilt, Wärme in der Dicke überträgt, eine Oberfläche schützt oder mit einem anderen Wärmeleitmaterial (TIM) zusammenwirkt. Weitere Hintergrundinformationen finden Sie in Haktaks Artikel zum Thema Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zur thermischen Impedanz.
| Auswahlkriterium | Warum das wichtig ist | Technischer Hinweis |
|---|---|---|
| Thermische Ausrichtung | Graphit weist häufig eine deutlich höhere Festigkeit bei der Ausbreitung innerhalb der Ebene als bei der Übertragung quer zur Ebene auf. | Legen Sie fest, ob die Wärme seitlich, durch das Pad oder beides geleitet werden soll. |
| Dicke | Dünne Graphitfolien passen gut in kompakte Geräte, doch die Dicke wirkt sich auf die Handhabung, die Haltbarkeit und die Ausbreitungsfläche aus. | Überprüfen Sie die gewählte Dicke nach dem Laminieren sowie dem Aufbringen des Klebstoffs und der Schutzfolie. |
| Elektrisches Verhalten | Graphit kann elektrisch leitfähig sein, sofern es nicht durch eine Folie oder Beschichtung isoliert ist. | Prüfen Sie, ob für die Konstruktion PET, PI, Klebstoff, Randversiegelung oder Isolationsschichten erforderlich sind. |
| Stanzgeometrie | Kleine Laschen, schmale Brücken und scharfe Ecken können das Handling und die Ausbeute beeinträchtigen. | Entwerfen Sie den Schnittverlauf unter Berücksichtigung der Befestigungsfestigkeit, des Verhaltens der Trennfolie und der Handhabung durch den Bediener. |
| Oberflächenbefestigung | Zur Positionierung ist möglicherweise eine selbstklebende Rückseite erforderlich, diese verändert jedoch das thermische und mechanische Verhalten. | Prüfen Sie die Abziehfestigkeit, Rückstände, Ausgasung, Nachbearbeitung und Alterung auf echten Oberflächen. |
| Integration von Wärmeleitstapeln | Graphit kann Wärme leiten, während ein anderes TIM den Kontaktwiderstand überbrückt. | Vergleiche mit Silikon-Wärmeleitpads wenn eine Verdichtung und eine Spaltenfüllung erforderlich sind. |
Wärmeleitpad aus Graphit vs. Wärmeleitpad aus Silikon
Sowohl Graphitpads als auch Silikon-Wärmeleitpads werden für das Wärmemanagement eingesetzt, doch die Konstruktionslogik ist unterschiedlich. Graphit wird in der Regel gewählt, um Wärme in einer dünnen Ebene seitlich zu verteilen. Silikon-Wärmeleitpads werden hingegen häufig eingesetzt, um Lücken zu füllen und Wärme über eine komprimierte Schnittstelle zu übertragen.
Wählen Sie Graphit-Wärmeleitpads für eine gleichmäßige Wärmeverteilung bei dünnen Bauteilen
- Es ist erforderlich, Hotspots auf einer schmalen Fläche zu reduzieren.
- Wir benötigen eine sehr dünne Thermoschicht mit einer individuell gestanzten Form.
- Die Wärme muss sich über die Oberflächen des Displays, des Akkus oder des Gehäuses verteilen.
- Es wird eine leichte und flexible Laminatkonstruktion benötigt.
Wählen Sie Silikon-Wärmepads zum Ausfüllen von Spalten
- Höhenunterschiede zwischen Bauteilen und Kühlkörper müssen ausgeglichen werden.
- Erfordert kontrollierten Druck, Weichheit und Anpassung an die Oberfläche.
- Es wird eine elektrische Isolierung in einem komprimierten TIM-Stapel benötigt.
- Rezension Kompressionsverhältnis des Wärmeleitpads vor der endgültigen Auswahl.
Entwurf und Validierungsprozess für Graphit-Wärmeleitpads
Die Leistungsfähigkeit von Graphit-Wärmeleitpads sollte im endgültigen Gerätestapel überprüft werden. Das tatsächliche Ergebnis hängt von der Größe der Wärmequelle, dem Kontaktwiderstand, der Ausrichtung des Graphits, der Klebeschicht, der Schutzfolie, der Erdungs- oder Isolationsstrategie sowie der verfügbaren Verteilungsfläche ab.
Den Hotspot auf der Karte anzeigen
Ermitteln Sie die Wärmequelle, die Spitzentemperatur, die verfügbare Ausbreitungsfläche, das Material der Einhausung und die Anforderungen an die Berührungstemperatur für den Benutzer.
Den Wärmepfad definieren
Entscheiden Sie, ob Graphit die Wärme seitlich verteilt, sich mit einem Rahmen verbindet, eine Oberfläche schützt oder mit einem anderen Wärmeleitmaterial zusammenwirkt.
Laminat und Dämmung auswählen
Wählen Sie die Graphitdicke, die Klebefolie, die PET- oder PI-Isolierung, den Kantenschutz und das Format der Trennfolie aus.
Leistungstest der zusammengebauten Baugruppe
Messen Sie bei Bedarf den Temperaturabfall, die Gleichmäßigkeit der Oberflächentemperatur, das Ablöseverhalten, die Alterung, die Temperaturwechselbeanspruchung und die elektrische Isolation.
Weiterführende Informationen zu Graphitpads, Wärmeleitpads und TIM
Nutzen Sie diese internen Ressourcen, um Graphit-Wärmeleitpads mit anderen Wärmeleitmaterialien zu vergleichen. Die Landingpages helfen Ihnen bei der Produktauswahl, während die Blog-Beiträge Konzepte wie Leitfähigkeit, Wärmewiderstand, Dicke, Kompression und Validierung erläutern.
Häufige Fehler bei der Auswahl von Graphit-Wärmeleitpads
Ignorieren der thermischen Direktionalität
Graphit kann Wärme in der Ebene extrem gut verteilen, doch die Leistung quer zur Ebene und der Kontaktwiderstand müssen bei der Endmontage dennoch überprüft werden.
Verwendung von Graphit als Füllstoff für breite Spalten
Graphit ist in der Regel kein Ersatz für weiche Ausgleichspolster bei großen, unebenen Spalten. Verwendung wärmeleitende Spaltfüller wenn das Ausfüllen von Lücken im Vordergrund steht.
Die elektrische Isolierung außer Acht lassen
Graphit erfordert unter Umständen PET, PI, eine Beschichtung oder einen Kantenschutz, wenn es in der Nähe von Kontakten, Schaltkreisen, Antennen oder Batterieanschlüssen angebracht wird.
Nichtbeachtung der Klebstoffdicke
Klebstoff kann die Platzierung verbessern, verändert jedoch auch den Wärmewiderstand, das Abziehverhalten, die Rückstände und das Alterungsverhalten.
Entwerfen von empfindlichen Stanzformen
Schmale Brücken, winzige Laschen und scharfe Ecken können die Ausbeute verringern und das Ablösen der Trennfolie in der Produktion erschweren.
Nur einen kleinen Coupon testen
Die Wärmeverteilung durch Graphit hängt von der tatsächlichen Größe der Wärmequelle, dem Kontakt zum Gehäuse und der Oberfläche ab, weshalb Tests der kompletten Baugruppe wichtig sind.
Maßgefertigte Graphit-Wärmeleitpads und gestanzte Graphitplatten
Haktak bietet maßgeschneiderte Formate für Graphit-Wärmeleitpads für die Elektronikfertigung an. Die individuelle Anpassung kann folgende Aspekte umfassen: Plattendicke, Graphitqualität, Kleberückseite, PET- oder PI-Isolierung, Laminataufbau, Stanzgeometrie, Abziehlaschen, Trennfolie, Verpackung sowie technische Muster.
Individuell gestanzte Kontur
Bringen Sie Graphit an Kameras, Akkus, Anschlüssen, Schraubaufnahmen, Platinenkanten, Rahmen und Displaykonstruktionen an.
Laminataufbau
Kombinieren Sie Graphit je nach den Anforderungen hinsichtlich Elektrizität und Handhabung mit Klebstoff, Isolierfolie oder Schutzschichten.
Anwendungstechnik
Verwenden Sie Zeichnungen, Leistungsdaten und Zieltemperaturen, um die Graphitkonstruktion vor der Probenahme einzugrenzen.
Benötigen Sie eine auf Ihren Wärmepfad abgestimmte Graphit-Wärmeunterlage?
Senden Sie uns Ihre Geräteskizze, die Position des Hotspots, die Zieltemperatur, die verfügbare Dicke, die Anforderungen an die Isolierung und die Stanzform. Haktak kann Ihnen eine geeignete Lösung mit Graphit-Wärmeleitpads empfehlen oder diese individuell anpassen.
Häufig gestellte Fragen zu Graphit-Wärmeleitpads
Wozu dient ein Graphit-Wärmeleitpad?
Es dient dazu, Wärme über eine dünne Fläche zu verteilen, lokale Überhitzungsstellen zu reduzieren und ein leichtes Wärmemanagement in kompakten Elektronikgeräten zu ermöglichen.
Ist ein Wärmeleitpad aus Graphit dasselbe wie ein Wärmeleitpad aus Silikon?
Nein. Graphitpads werden häufig zur Wärmeverteilung innerhalb einer Ebene verwendet, während Silikon-Wärmeleitpads in der Regel zum Ausfüllen kleiner Spalten und zur Wärmeübertragung zwischen verschiedenen Ebenen eingesetzt werden.
Ist Graphit elektrisch leitfähig?
Da Graphit elektrisch leitfähig sein kann, sind bei Anwendungen in der Nähe von Schaltkreisen oder Kontakten unter Umständen Isolierfolien, Kantenschutz oder eine maßgeschneiderte Laminatstruktur erforderlich.
Können Graphit-Wärmeleitpads gestanzt werden?
Ja. Graphitplatten können als maßgeschneiderte Stanzteile mit Klebstoff, Trägerfolie, Laschen, Löchern und Schutzfolien geliefert werden.
Wie wähle ich die Graphitdicke aus?
Wählen Sie die Dicke entsprechend dem verfügbaren Platz, dem Verlegeabstand, der Belastbarkeit, der Anzahl der Laminatschichten und der angestrebten Temperaturreduzierung aus. Es wird empfohlen, vor der Endmontage einen Test durchzuführen.