Wärmeleitpads für MOSFETs: Auswahlleitfaden für Ingenieure

MOSFETs benötigen Wärmeleitpads, wenn Wärme vom Gehäuse an einen Kühlkörper, ein Metallgehäuse, eine Kühlplatte oder ein Chassis abgeleitet werden muss und die Schnittstelle eine kontrollierte Dicke, eine Spaltfüllung, elektrische Isolierung oder eine saubere Montage erfordert. Die Wahl des richtigen MOSFET-Wärmeleitpads hängt von der Verlustleistung, der Kontaktfläche, dem Gehäusetyp, der Spannungsisolierung, der Spaltgröße, der Anpresskraft, der Härte des Pads, der Durchschlagfestigkeit und der thermischen Impedanz ab.

Bei den meisten Leistungselektronik-Anwendungen sollte die Auswahl eines MOSFET-Wärmeleitpads nicht allein anhand des W/mK-Werts erfolgen. Ein Pad mit hoher Wärmeleitfähigkeit kann dennoch eine schlechte Leistung erbringen, wenn es zu dick, zu hart, nicht ausreichend komprimiert ist oder die erforderliche elektrische Isolierung nicht gewährleisten kann.

Das bessere Ziel ist ganz einfach: Wählen Sie ein Kontaktpad, das einen vollständigen Kontakt, einen geringen thermischen Widerstand, eine sichere elektrische Isolierung und eine stabile Leistung nach Temperaturwechselbeanspruchung gewährleistet.

Warum MOSFET-Wärmeleitpads wichtig sind

MOSFETs kommen häufig in Netzteilen, Motorantrieben, Elektrofahrzeug-Elektronik, Batteriesystemen, LED-Treibern, Telekommunikations-Leistungsmodulen und industriellen Steuerungen zum Einsatz. Sie schalten Strom. Außerdem erzeugen sie Wärme.

Wenn diese Wärme in der Nähe des Übergangs verbleibt, erwärmt sich der MOSFET stärker. Eine höhere Temperatur kann den Wirkungsgrad verringern und die Lebensdauer des Bauteils verkürzen. Außerdem kann sie die thermische Belastung von Lötstellen, Leiterplatten und benachbarten Bauteilen erhöhen.

Ein Wärmeleitpad leitet die Wärme vom MOSFET-Gehäuse in einen Kühlkörper oder ein Gehäuse ab. Außerdem füllt es Luftspalten aus. Luft ist ein schlechter Wärmeleiter, daher kann bereits ein kleiner Spalt die Kühlung beeinträchtigen.

Wärmeleitpads sind nützlich, wenn das Design folgende Anforderungen stellt:

• Lückenfüllung
• Elektrische Isolierung
• Kontrollierte Dicke
• Saubere Montage
• Stanzformen
• Weniger Schmutz als Wärmeleitpaste
• Wiederholbare Fertigung

Bei MOSFET-Konstruktionen ist das Pad nicht nur eine weiche Schicht. Es ist Teil des Wärmepfads und oft auch Teil des Isolationssystems.

Wann benötigen MOSFETs Wärmeleitpads?

MOSFETs benötigen nicht immer Wärmeleitpads. Bei einigen Konstruktionen kommen Wärmeleitpaste, gelötete Wärmeleit-Vias, direkte Kupferflächen, Klammern oder Substrate mit Metallrückseite zum Einsatz. Ein Pad ist sinnvoll, wenn die mechanische oder elektrische Schnittstelle dies erfordert.

Verwenden Sie Wärmeleitpads für den Kontakt zwischen MOSFET und Kühlkörper

Verwenden Sie ein Wärmeleitpad, wenn das MOSFET-Gehäuse oder die Platine Wärme über einen kleinen Spalt hinweg an einen Kühlkörper, eine Metallabdeckung oder eine Gehäusewand abgeben muss.

Dies ist häufig der Fall, wenn:

• Der MOSFET ist in der Nähe eines Metallgehäuses angebracht
• Der Kühlkörper ist nicht vollkommen flach.
• Es gibt einen bekannten mechanischen Spalt
• Das Design erfordert eine saubere Montage
• Das Polster dient zudem als elektrische Isolierung

Verwenden Sie bei unter Spannung stehenden MOSFETs isolierende Wärmeleitpads.

Viele MOSFET-Gehäuse verfügen über eine mit dem Drain verbundene Lasche oder ein freiliegendes Pad. Berührt diese Oberfläche direkt einen metallenen Kühlkörper, kann dies zu einem Kurzschluss führen.

Ein elektrisch isolierendes Wärmeleitpad kann Wärme übertragen und gleichzeitig den Stromfluss unterbinden.

Das ist von Bedeutung, wenn:

• Der Kühlkörper ist geerdet
• Der Kühlkörper wird von mehreren Geräten gemeinsam genutzt.
• Die MOSFET-Klemme steht unter Spannung
• Das Gehäuse besteht aus Metall
• Eine Sicherheitsisolierung ist erforderlich

Weitere Informationen finden Sie im Leitfaden von HakTak Elektrisch isolierende Wärmepolster: Wann braucht man sie?.

Verwenden Sie Wärmeleitpads, wenn sich die Spalttoleranz nur schwer kontrollieren lässt

Die Dicke der Leiterplatte, die Löt Höhe, die Höhe des MOSFET-Gehäuses, die Ebenheit des Kühlkörpers und die Toleranzen des Gehäuses summieren sich. Ein Wärmeleitpad kann einen Teil dieser Toleranzen ausgleichen.

Das Pad muss jedoch sorgfältig ausgewählt werden. Ist es zu dünn, hat es möglicherweise keinen Kontakt. Ist es zu dick, kann es den MOSFET oder die Leiterplatte belasten.

MOSFET-Wärmeleitpad vs. Wärmeleitpaste

Sowohl Wärmeleitpaste als auch Wärmeleitpads verringern den Wärmewiderstand. Dabei gehen sie auf unterschiedliche Weise vor.

Wärmeleitpaste eignet sich am besten für dünne, flache und festgeklemmte Kontaktflächen. Sie kann eine sehr dünne Klebefuge bilden. Allerdings hält sie die Teile nicht an ihrem Platz und kann unordentlich sein.

Wärmeleitpads sind die bessere Wahl, wenn bei der Kontaktfläche Spaltfüllung, elektrische Isolierung, eine feste Dicke oder eine sauberere Montage erforderlich sind.

Grundlagen zum Auftragen von Schmierfett finden Sie im Artikel von HakTak Tipps zum Auftragen von Wärmeleitpaste und deren Funktionsweise.

MOSFET-Wärmeleitpad vs. Wärmeleitpaste

Wärmeleitpaste kann besser geeignet sein als eine Unterlegscheibe, wenn der Spalt uneben ist oder mehrere Bauteile unterschiedliche Höhen aufweisen.

Wärmeleitpads funktionieren am besten, wenn der Spalt bekannt und reproduzierbar ist. Kitt eignet sich gut, wenn der Spalt weniger vorhersehbar ist.

Informationen zu ungleichmäßigen Schnittstellen finden Sie im Artikel von HakTak Thermospachtel vs. Wärmeleitpaste: Die richtige Wahl für ungleichmäßige Lücken.

So wählen Sie ein MOSFET-Wärmeleitpad anhand der Verlustleistung aus

Beginnen wir mit der Wärme. Ein MOSFET-Wärmeleitpad ist nur dann sinnvoll, wenn es genügend Wärme über die verfügbare Fläche ableiten kann.

Schätzung der Verlustleistung eines MOSFET

Zu den Stromausfällen können gehören:

• Leitungsverlust
• Schaltverluste
• Verluste im Zusammenhang mit dem Gate-Treiber
• Verlust im Zusammenhang mit der Rückgewinnung
• Verluste bei der Verpackung und beim Auslegen der Leiterplatten

Für eine einfache erste Schätzung gehen Ingenieure oft von den Gesamtverlusten der MOSFETs in Watt aus. Anschließend ordnen sie diese Wärme dem verfügbaren Wärmeabfuhrweg zu.

Einen groben Wärmepfad erstellen

Ein Wärmepfad eines MOSFET könnte wie folgt aussehen:

• Kreuzung
• Gehäuse oder freiliegendes Pad
• Wärmeleitpad
• Kühlkörper oder Gehäuse
• Luft- oder Flüssigkeitskühlung

Jeder Schritt erhöht den Wärmewiderstand. Das Wärmeleitpad ist zwar nur ein Bauteil, kann aber dennoch einen Engpass darstellen.

Vergleichen Sie die thermische Impedanz, nicht nur W/mK

W/mK ist nützlich. Das reicht jedoch nicht aus.

Die thermische Impedanz entspricht eher dem tatsächlichen Verhalten der Grenzfläche. Sie berücksichtigt Effekte wie Dicke, Kontakt und Druck.

Die Norm ASTM D5470 wird üblicherweise zur Bestimmung der Wärmeübertragungseigenschaften von wärmeleitenden elektrischen Isoliermaterialien herangezogen. Laut ASTM dient dieses Verfahren zur Messung der stationären thermischen Impedanz und kann für Materialien wie Fette, Phasenwechselmaterialien, Gele sowie weiche oder harte Kautschuke verwendet werden, die in der Elektronik zur Wärmeübertragung eingesetzt werden. Offizielle Referenz: ASTM D5470.

HakTak behandelt dieses Thema auch in Wärmeleitfähigkeit vs. Wärmeimpedanz bei der TIM-Auswahl.

So wählen Sie Wärmeisolierpads für MOSFET-Kühlkörper aus

Die elektrische Isolierung ist oft der Hauptgrund für die Wahl eines Wärmeleitpads für MOSFETs.

Prüfen Sie, ob der MOSFET-Anschluss oder das freiliegende Pad unter Spannung steht.

Bei einigen MOSFET-Gehäusen ist der Drain mit der Lasche verbunden. Wenn diese Lasche einen geerdeten Kühlkörper berührt, kann dies zu einem Kurzschluss führen.

Stellen Sie folgende Fragen:

• Ist die MOSFET-Lasche mit dem Drain verbunden?
• Ist der Kühlkörper geerdet?
• Werden mehrere MOSFETs von einem gemeinsamen Kühlkörper gekühlt?
• Ist das Gehäuse aus Metall?
• Gibt es eine Vorschrift zur Sicherheitsisolierung?

Falls die Antwort „Ja“ lautet, ist möglicherweise ein wärmeisolierendes Polster erforderlich.

Durchschlagfestigkeit und Durchbruchspannung prüfen

Die Durchschlagfestigkeit und die Durchbruchspannung geben Aufschluss darüber, wie das Material auf elektrische Beanspruchung reagiert.

ASTM D149 ist ein Referenzstandard für die Durchschlagspannung und die Durchschlagfestigkeit von festen elektrischen Isoliermaterialien.

Achten Sie nicht nur auf den Nennwert. Auch die Kompression und die Enddicke spielen eine Rolle. Ein Pad, das zu stark komprimiert ist, weist möglicherweise eine geringere dielektrische Sicherheitsmarge auf als erwartet.

Isolierung und Wärmewiderstand in Einklang bringen

Dickere Pads können die elektrische Sicherheitsmarge verbessern. Sie erhöhen jedoch auch den Wärmewiderstand.

Die richtige Wahl ist nicht die dickste Isolierunterlage. Es ist die dünnste Unterlage, die die Lücke ausfüllt, die dielektrischen Anforderungen erfüllt und die Temperatur des MOSFET unter Kontrolle hält.

Dicke des Wärmeleitpads für MOSFETs

Die Dicke des Wärmeleitpads ist eine der wichtigsten Entscheidungen.

Den Abstand zum MOSFET-Kühlkörper messen

Verwenden Sie nach Möglichkeit echte Baugruppendaten. CAD ist zwar nützlich, berücksichtigt jedoch nicht die Toleranzsumme.

Überprüfen:

• Höhe des MOSFET-Gehäuses
• Leiterplattenstärke
• Löt Höhe
• Ebenheit des Kühlkörpers
• Gehäusetoleranz
• Schwankungen des Schraubendrehmoments
• Biegen von Brettern

Messen Sie den Mindest-, Nenn- und Maximalabstand.

Wählen Sie die dünnste Unterlage, die die Lücke noch ausfüllt.

Ein dünneres Pad weist in der Regel einen geringeren Wärmewiderstand auf. Es muss jedoch auch bei maximalem Spalt beide Oberflächen berühren.

Ist sie zu dünn, hat sie möglicherweise keinen Kontakt zum Kühlkörper. Ist sie zu dick, kann dies zu einer Überlastung des MOSFETs oder der Platine führen.

HakTaks Ratgeber So wählen Sie die richtige Dicke von Wärmeleitpads für Elektronikgeräte aus beschreibt eine Schritt-für-Schritt-Methode.

Überprüfen Sie nach dem Pressen die Dicke der Klebefuge

Die endgültige Verdichtungsdicke entspricht der Dicke der Klebefuge. Das ist die Dicke, die die Wärme durchdringen muss.

Für eine einfache Benutzeroberfläche:

R = t / (k × A)

Wo:

• R ist der Wärmewiderstand
• t ist die Enddicke
• k ist die Wärmeleitfähigkeit
• A ist die Kontaktfläche

HakTak erklärt dies in Wie sich die Dicke der Klebefuge auf die thermische Leistung auswirkt.

Kompression von Wärmeleitpads für MOSFETs

Wärmeleitpads müssen zusammengedrückt werden. Das richtige Maß hängt von der Härte und Dicke des Pads sowie von der mechanischen Konstruktion ab.

Eine zu geringe Verdichtung führt zu Luftspalten

Eine zu geringe Kompression kann folgende Folgen haben:

• Schlechter Kontakt
• Hohe Wärmebeständigkeit
• Hotspots
• Unstabile Temperaturergebnisse
• Abweichungen zwischen den einzelnen Einheiten

Das kann passieren, wenn das Polster zu dünn oder zu hart ist.

Eine zu starke Kompression kann die MOSFET-Baugruppe beschädigen.

Eine zu starke Kompression kann folgende Folgen haben:

• Biegen von Leiterplatten
• Verpackungsbelastung
• Spannung in Lötstellen
• Verformung des Gehäuses
• Extrusion von Polstern
• Geringere dielektrische Sicherheitsmarge

Dies stellt bei MOSFET-Schaltungen ein echtes Risiko dar. Das Bauteil mag zwar klein sein, doch die Belastung kann lokal auftreten.

Berechnung der Kompression über den gesamten Spaltbereich

Berechnen Sie die Kompression nicht nur beim Nennspalt.

Überprüfen:

• Mindestabstand
• Nennspalt
• Maximaler Abstand

HakTaks Artikel Kompressionsverhältnis von Wärmeleitpads: Wie viel ist genug? erläutert die Methode.

Weiche vs. harte Wärmeleitpads für MOSFETs

Die Härte beeinflusst Kraft und Kontakt.

Weiche Polster lassen sich leichter zusammendrücken. Sie sind hilfreich, wenn der Druck gering ist oder die Oberflächen uneben sind. Härtere Polster lassen sich leichter handhaben und sind formstabiler, erfordern jedoch mehr Kraftaufwand.

Wählen Sie weiche MOSFET-Wärmeleitpads für Niederdruckkonstruktionen

Weiche Polster sind nützlich, wenn:

• Das Verbiegen von Leiterplatten muss eingeschränkt werden
• Das MOSFET-Gehäuse ist zerbrechlich
• Das Gehäuse ist nicht besonders flach.
• Die Schraubenkraft ist gering
• Die Spalttoleranz ist größer

Wählen Sie härtere MOSFET-Wärmeleitpads für kontrollierte Baugruppen

Härtere Polster können in folgenden Fällen nützlich sein:

• Der Abstand wird streng kontrolliert
• Der Kühlkörper ist flach
• Die Baugruppe kann ausreichend Druck ausüben
• Die Handhabung von Stanzteilen ist wichtig
• Die Nachbearbeitung muss sauberer sein

ASTM D2240 dient als Referenz für die Härteprüfung von gummiartigen Werkstoffen mit einem Durometer.

Einen praktischen Vergleich finden Sie in dem Artikel von HakTak Weiche vs. harte Wärmepads: Was ist besser?.

Auswahltabelle für MOSFET-Wärmeleitpads

Gängige MOSFET-Gehäuse und Überlegungen zum Wärmeleitpad

Unterschiedliche MOSFET-Gehäuse führen zu unterschiedlichen Problemen bei der Wärmeübertragung.

Wärmeleitpads für MOSFETs in den Gehäuseformen TO-220 und TO-247

Diese Baugruppen werden häufig auf einem Kühlkörper befestigt. Wenn die Lasche unter Spannung steht, ist möglicherweise eine elektrische Isolierung erforderlich. Die Kontaktfläche muss den Befestigungskräften und der Spannungsbelastung standhalten.

Überprüfen:

• Durchschlagsfestigkeit
• Dicke der Unterlage
• Schraubendrehmoment
• Ebenheit des Gehäuses
• Oberfläche des Kühlkörpers

H3: Wärmeleitpads für MOSFETs in Oberflächenmontage

Bei MOSFETs in Oberflächenmontage wird häufig das Kupfer der Leiterplatte zur Wärmeableitung genutzt. Zur Verbindung der Leiterplatte oder des Gehäusebereichs mit einem Gehäuse oder einem Wärmeverteiler kann ein Wärmeleitpad verwendet werden.

Überprüfen:

• Verziehen der Platte
• Höhe der Komponente
• Wohnungsmangel
• Niederdruckkontakt
• Optionen für weiche Polster

MOSFET-Module und Leistungsplatinen

Auf Leistungsplatinen können mehrere MOSFETs in der Nähe eines Wärmeverteilers angeordnet sein. Ein Wärmeleitpad kann zur Isolierung und Wärmeübertragung beitragen, doch die Toleranz bei den Abständen kann komplex sein.

Überprüfen:

• Risiko durch gemeinsame Kühlkörper-Spannung
• Gerätespezifische Ebenheit
• Gleichmäßigkeit der Kompression
• Risiko durch Hotspots

Prüfung der MOSFET-Wärmeleitpads vor der Produktion

Die Tests sollten der endgültigen Baugruppe entsprechen. Ein Wert aus dem Datenblatt reicht nicht aus.

Prüfung der thermischen Leistung in der realen MOSFET-Baugruppe

Maßnahme:

• MOSFET-Gehäusetemperatur
• Temperatur des Kühlkörpers
• Platinentemperatur
• Umgebungstemperatur
• Lastbedingung
• Thermischer Gleichgewichtszustand

Verwenden Sie die tatsächlich verwendeten Schrauben, Klammern, das Gehäuse und die Polsterstärke.

Prüfung der elektrischen Isolierung nach dem Zusammendrücken

Wenn es sich um eine Dichtung handelt, prüfen Sie diese nach dem Einbau oder nach einer gleichwertigen Kompression. Die endgültige Dicke ist entscheidend.

Alterungs- und Zyklusprüfung

Leistungselektronik bleibt nicht für immer auf einer Temperatur. Test:

• Thermisches Zyklieren
• Aus- und Wiedereinschalten
• Hochtemperaturalterung
• Vibration
• Luftfeuchtigkeit, falls zutreffend
• Druckverformungsrest

Für die Prüfung der thermischen Eigenschaften von Polymeren regelt die Norm ISO 22007-2 das Verfahren mit der transienten ebenen Wärmequelle zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit und der Wärmeleitdiffusivität.

Wann ein MOSFET-Wärmeleitpad nicht die beste Wahl ist

Wärmeleitpads sind nützlich. Sie sind jedoch nicht universell einsetzbar.

Verwenden Sie Wärmeleitpaste für sehr dünne, geklemmte MOSFET-Schnittstellen

Wenn der MOSFET oder das Modul fest an einem flachen Kühlkörper befestigt ist und die elektrische Isolierung auf andere Weise gewährleistet wird, kann durch die Verwendung von Wärmeleitpaste die Dicke der Klebefuge verringert werden.

Verwenden Sie Wärmeleitpaste für ungleichmäßige Spalte auf der MOSFET-Platine

Wenn sich der MOSFET einen Gehäusespalt mit anderen Bauteilen unterschiedlicher Höhe teilt, passt sich Kitt möglicherweise besser an als ein festes Pad.

Verwenden Sie einen Topf zum Schutz und zur Wärmeverteilung

Wenn die Konstruktion eine Kapselung, Feuchtigkeitsschutz und Wärmeübertragung durch ein Volumen erfordert, ist eine Vergussmasse möglicherweise besser geeignet als ein Pad.

Häufige Fehler bei der Auswahl von MOSFET-Wärmeleitpads

Der erste Fehler besteht darin, die Auswahl ausschließlich anhand des W/mK-Werts zu treffen. Ein Dämpfungselement mit hohem W/mK-Wert kann versagen, wenn es zu dick ist oder keinen guten Kontakt herstellt.

Der zweite Fehler besteht darin, die elektrische Isolierung zu vernachlässigen. Eine MOSFET-Lasche kann unter Spannung stehen.

Der dritte Fehler besteht darin, die Dicke ausschließlich anhand des Nennabstands zu bestimmen. Überprüfen Sie stets den minimalen und den maximalen Abstand.

Der vierte Fehler besteht darin, bei einer Niederdruckmontage eine harte Unterlage zu verwenden. Diese lässt sich möglicherweise nicht ausreichend zusammendrücken.

Der fünfte Fehler ist eine zu starke Verdichtung des Pads. Dies kann die Leiterplatte belasten und die dielektrische Sicherheitsmarge verringern.

Der sechste Fehler besteht darin, Alterungstests zu überspringen. Durch Temperaturwechselbeanspruchung kann sich der Kontakt der Kontaktflächen im Laufe der Zeit verändern.

Der siebte Fehler besteht darin, anzunehmen, dass dasselbe Pad für jedes MOSFET-Gehäuse geeignet ist.

HakTak-Perspektive

Bei HakTak beginnt die Auswahl von MOSFET-Wärmeleitpads bei der tatsächlichen Schnittstelle. Eine sinnvolle Empfehlung erfordert mehr als nur einen Zielwert in W/mK.

Ingenieure sollten Folgendes bereitstellen:

• MOSFET-Gehäusetyp
• Leistungsverlust oder Wärmebelastung
• Kontaktbereich
• Spanne
• Material des Kühlkörpers oder Gehäuses
• Erforderliche Durchschlagfestigkeit
• Verfügbarer Druck oder Schraubendrehmoment
• Ebenheit der Oberfläche
• Betriebstemperaturbereich
• Anforderungen an den Temperaturwechselbetrieb
• Anforderungen hinsichtlich Vibration oder Stoßbelastung
• Erwartungen hinsichtlich der Nachbearbeitung
• Herstellungsprozess

Anhand dieser Informationen kann HakTak Empfehlungen zur Dicke, Härte, Leitfähigkeitsklasse, dielektrischen Festigkeit und zum Kompressionsbereich der Polster abgeben.

Das beste Wärmeleitpad für MOSFETs ist nicht immer das Pad mit der höchsten Leitfähigkeit. Es ist das Pad, das den MOSFET im Endprodukt kühl hält, isoliert und mechanisch schützt.

Schlussfolgerung

Wärmeleitpads für MOSFETs müssen mehrere Probleme gleichzeitig lösen. Sie müssen Wärme ableiten. Unter Umständen müssen sie als Spannungsisolierung dienen. Sie müssen den Spalt ausfüllen. Sie müssen sich verdichten, ohne die Baugruppe zu beschädigen. Außerdem müssen sie auch nach Hitzeeinwirkung, im Laufe der Zeit und bei wiederholten Zyklen stabil bleiben.

Beginnen Sie mit der Verlustleistung des MOSFETs, dem Gehäusetyp, dem Bandabstandsbereich und den Spannungsanforderungen. Vergleichen Sie anschließend die Daten zu Pad-Dicke, Härte, thermischer Impedanz, Durchschlagfestigkeit und Zuverlässigkeit.

Entscheiden Sie sich nicht allein aufgrund des W/mK-Werts. Das richtige MOSFET-Wärmeleitpad ist dasjenige, das in der tatsächlichen Baugruppe eine gute Leistung erbringt.

FAQs

Benötigen MOSFETs Wärmeleitpads?

MOSFETs benötigen Wärmeleitpads, wenn Wärme über einen Spalt hinweg an einen Kühlkörper, ein Gehäuse oder ein Chassis abgeleitet werden muss, insbesondere wenn elektrische Isolierung oder eine saubere Montage erforderlich sind.

Was ist das beste Wärmeleitpad für MOSFETs?

Die Wahl des besten Polsters hängt von den Anforderungen hinsichtlich Leistungsverlust, Spaltgröße, Kontaktfläche, Spannungsisolierung, Druck, Dicke, Härte und Zuverlässigkeit ab.

Sollte ich für MOSFETs Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitpad verwenden?

Verwenden Sie Schmierfett für dünne, flache, festgeklemmte Kontaktflächen. Verwenden Sie eine Unterlegscheibe, wenn Sie Spaltfüllung, eine kontrollierte Dicke, Isolierung oder eine sauberere Montage benötigen.

Müssen MOSFET-Wärmeleitpads elektrisch isoliert sein?

Oftmals ja. Wenn die MOSFET-Lasche oder das freiliegende Pad unter Spannung steht und der Kühlkörper leitfähig ist, kann ein isolierendes Wärmeleitpad erforderlich sein.

Wie dick sollte ein MOSFET-Wärmeleitpad sein?

Es sollte dick genug sein, um den maximalen Spalt auszufüllen, und dünn genug, um den Wärmewiderstand gering zu halten. Überprüfen Sie die Kompression bei minimalem, nominalem und maximalem Spalt.

Ist ein höherer W/mK-Wert bei MOSFET-Wärmeleitpads immer besser?

Nein. Die thermische Impedanz, die Dicke, der Anpressdruck und die Isolierung sind oft wichtiger als der W/mK-Wert allein.

Wie stark muss ein MOSFET-Wärmeleitpad zusammengedrückt werden?

Es ist ein ausreichender Anpressdruck erforderlich, um einen vollständigen Kontakt herzustellen, ohne die Leiterplatte zu verbiegen, das Gehäuse zu belasten oder die dielektrische Sicherheitsmarge zu verringern.

Kann Wärmeleitpaste ein MOSFET-Wärmeleitpad ersetzen?

Dies ist bei ungleichmäßigen oder mehrstufigen Baugruppen möglich. Für kontrollierte, gleichmäßige Spalte ist ein gestanztes Wärmeleitpolster oft sauberer und bietet eine höhere Wiederholgenauigkeit.

Was sollte vor der Produktion getestet werden?

Prüfung der MOSFET-Temperatur, der Kühlkörpertemperatur, der thermischen Impedanz, der Durchschlagfestigkeit nach Kompression, der Temperaturwechselbeanspruchung, der Vibrationsfestigkeit und der Alterungsbeständigkeit.

Welche Daten sollte ich einem Lieferanten für Wärmeleitpads übermitteln?

Bitte geben Sie den Gehäusetyp, die Wärmebelastung, die Kontaktfläche, den Spaltbereich, die erforderlichen Spannungsisolationswerte, den Druckgrenzwert, den Temperaturbereich und die Zuverlässigkeitsanforderungen an.