{"id":1871,"date":"2026-08-16T09:24:39","date_gmt":"2026-08-16T09:24:39","guid":{"rendered":"https:\/\/haktak.com\/?p=1871"},"modified":"2026-08-16T09:33:52","modified_gmt":"2026-08-16T09:33:52","slug":"copper-shim-vs-thermal-pad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/haktak.com\/de\/copper-shim-vs-thermal-pad\/","title":{"rendered":"Kupferunterlegscheibe vs. W\u00e4rmeleitpad: Die wichtigsten Unterschiede"},"content":{"rendered":"

Eine Kupferunterlegscheibe ist nicht automatisch besser als ein W\u00e4rmeleitpad, auch wenn Kupfer eine wesentlich h\u00f6here Volumew\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit aufweist. Kupfer ist starr, ein W\u00e4rmeleitpad hingegen nachgiebig. Dieser einfache mechanische Unterschied beeinflusst, wie die jeweiligen Materialien mit der W\u00e4rmequelle in Kontakt kommen, wie sie mit Spaltabweichungen umgehen, wie sie empfindliche Bauteile belasten und wie sie sich w\u00e4hrend der Montage verhalten.<\/p>\n\n\n\n

In einer flachen, streng kontrollierten Schnittstelle kann ein Kupferabstandshalter mit korrekter Abmessung und sehr d\u00fcnnem Schnittstellenmaterial auf beiden Seiten gut funktionieren. Bei einer Baugruppe mit ungleichm\u00e4\u00dfigen Bauteilh\u00f6hen, ungewissen Toleranzen, Vibrationen oder der Notwendigkeit einer elektrischen Isolierung ist ein komprimierbares Pad in der Regel die sicherere Wahl.<\/p>\n\n\n\n

Die eigentliche Frage lautet also nicht: \u201cWelches Material hat den h\u00f6heren W\/mK-Wert?\u201d, sondern: \u201cWelche komplette Schnittstelle sorgt f\u00fcr den niedrigsten zuverl\u00e4ssigen Widerstand, ohne die Baugruppe zu besch\u00e4digen?\u201d Dieser Leitfaden begleitet Sie bei dieser Entscheidung f\u00fcr GPUs, VRAM, Laptops, Leistungsmodule, Telekommunikationshardware und Industrieelektronik.<\/p>\n\n\n\n

Kupferunterlegscheibe vs. W\u00e4rmeleitpad: Ein kurzer Vergleich<\/h2>\n\n\n\n

Eine Kupferunterlegscheibe zeichnet sich durch hohe Leitf\u00e4higkeit und Formstabilit\u00e4t aus, w\u00e4hrend ein W\u00e4rmeleitpad sich durch gute Anpassungsf\u00e4higkeit, elektrische Isolierung und Toleranzaufnahme auszeichnet. Kupfer kann W\u00e4rme effizient durch seinen K\u00f6rper leiten, doch ein schlechter Kontakt auf einer der beiden Seiten kann diesen Vorteil zunichte machen. Ein Pad weist zwar eine geringere Leitf\u00e4higkeit auf, kann jedoch auch auf rauen, geneigten oder unterschiedlich hohen Oberfl\u00e4chen einen vollst\u00e4ndigeren Kontakt herstellen.<\/p>\n\n\n\n

Entscheidungsfaktor<\/strong><\/td>Kupferunterlegscheibe<\/strong><\/td>Thermische <\/strong>Pad<\/strong><\/td><\/tr>
Volumenleitf\u00e4higkeit<\/td>Sehr hoch bei geeigneten Kupfersorten<\/td>Niedriger und formulierungsabh\u00e4ngig<\/td><\/tr>
Konformit\u00e4t<\/td>Starr und nicht in der Lage, mikroskopische Unebenheiten allein auszugleichen<\/td>Komprimierbar und anpassungsf\u00e4hig an Oberfl\u00e4chenunebenheiten<\/td><\/tr>
Spalttoleranz<\/td>Erfordert eine streng kontrollierte Dicke und Geometrie<\/td>Geeignet f\u00fcr einen gr\u00f6\u00dferen Arbeitsspaltbereich<\/td><\/tr>
Zus\u00e4tzliche TIM<\/td>Erfordert in der Regel auf beiden Seiten eine d\u00fcnne Trennschicht<\/td>Dient normalerweise selbst als Schnittstellenschicht<\/td><\/tr>
Elektrisches Verhalten<\/td>Elektrisch leitf\u00e4hig, sofern nicht gesondert isoliert<\/td>Elektrisch isolierende Typen sind weit verbreitet<\/td><\/tr>
Mechanische Belastung<\/td>\u00dcbertr\u00e4gt Verschiebung und Kraft direkt<\/td>Unterschiedliche Polsterung, je nach H\u00e4rtegrad und Kompression<\/td><\/tr>
Serienpassform<\/td>Erfordert eine kontrollierte Platzierung und Fixierung<\/td>Erh\u00e4ltlich als Stanzteile mit Tr\u00e4gerfolie und Aufrei\u00dflaschen<\/td><\/tr>
Typische optimale Anpassung<\/td>Pr\u00e4zise, stabile und ebene Schnittstellen<\/td>Variable Abst\u00e4nde, ungleichm\u00e4\u00dfige Anordnungen und empfindliche Bauteile<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Dies ist eine vorl\u00e4ufige \u00dcbersicht und keine endg\u00fcltige Spezifikation. Die Ergebnisse k\u00f6nnen sich \u00e4ndern, wenn sich der tats\u00e4chliche Spalt, die Klemmkraft, die Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit oder die Spannungsanforderungen \u00e4ndern. Ein Fehler von 0,2 mm, der auf einer Zeichnung winzig erscheint, kann bereits ausreichen, um einen K\u00fchlk\u00f6rper vom GPU-Chip abzuheben oder ein Speichermodul zu \u00fcberlasten.<\/p>\n\n\n\n

Was ist eine Kupferunterlegscheibe und was ist ein W\u00e4rmeleitpad?<\/h2>\n\n\n\n

Eine Kupferunterlegscheibe ist ein starrer Metallabstandhalter, der dazu dient, einen festgelegten Abstand in einem W\u00e4rmepfad zu \u00fcberbr\u00fccken. Ein W\u00e4rmeleitpad ist eine weiche, gef\u00fcllte Polymerfolie, die sich verformen und bei unterschiedlichen Spaltbreiten Kontakt herstellen kann. Beide k\u00f6nnen W\u00e4rme leiten, l\u00f6sen jedoch unterschiedliche mechanische Probleme. Viele K\u00fchlprojekte scheitern daran, dass sie als direkte Ersatzteile betrachtet werden.<\/p>\n\n\n\n

\"What<\/figure>\n\n\n\n

Kupferunterlegscheiben sind starre, w\u00e4rmeleitende Abstandshalter<\/h3>\n\n\n\n

Eine thermische Kupferunterlegscheibe ist in der Regel ein d\u00fcnnes, flaches St\u00fcck Kupfer, das auf Ma\u00df geschnitten oder gestanzt wurde. Zu den g\u00e4ngigen Materialien z\u00e4hlen C110-Kupfer, sauerstofffreies Kupfer und vernickeltes Kupfer. Das Metall kann in pr\u00e4zisen Dicken geliefert werden, doch seine Leistungsf\u00e4higkeit h\u00e4ngt auch von der Ebenheit, der Grath\u00f6he, der Oberfl\u00e4chenrauheit, der Oxidation und der Art der Befestigung ab.<\/p>\n\n\n\n

Kupfer \u00fcberbr\u00fcckt die sichtbare L\u00fccke. Es f\u00fcllt mikroskopisch kleine Vertiefungen auf einem Chip, einem W\u00e4rmeverteiler oder einem K\u00fchlk\u00f6rper nicht von selbst aus. Selbst zwei Teile, die spiegelglatt aussehen, weisen Erhebungen und Vertiefungen auf. Wenn eine blanke Ausgleichsscheibe diese Erhebungen ber\u00fchrt, kann ein Gro\u00dfteil der sichtbaren Fl\u00e4che dennoch Luft enthalten. Aus diesem Grund wird bei Kupfer-Ausgleichsscheiben-Baugruppen \u00fcblicherweise auf beiden Seiten eine sehr d\u00fcnne Schicht W\u00e4rmeleitpaste, Phasenwechselmaterial oder ein anderes anpassungsf\u00e4higes W\u00e4rmeleitmaterial (TIM) verwendet.<\/p>\n\n\n\n

Diese zus\u00e4tzlichen Schichten sind Teil des Designs. Ihre Dicke und Abdeckung d\u00fcrfen nicht au\u00dfer Acht gelassen werden. Die Unterlegscheibe muss au\u00dferdem saubere Kanten, ausreichend Abstand zu benachbarten Bauteilen und einen sicheren Halt aufweisen, damit sie nicht in freiliegende Schaltkreise rutschen kann.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4rmeleitpads sind nachgiebige, spaltf\u00fcllende Schnittstellen<\/h3>\n\n\n\n

Ein W\u00e4rmeleitpad besteht in der Regel aus einer Matrix aus Silikon oder einem silikonfreien Polymer in Kombination mit einem w\u00e4rmeleitf\u00e4higen keramischen F\u00fcllstoff wie Aluminiumoxid oder Bornitrid. Das Verh\u00e4ltnis von Polymer, F\u00fcllstoff und Verst\u00e4rkungsmaterial bestimmt die Leitf\u00e4higkeit, H\u00e4rte, Klebkraft, die dielektrischen Eigenschaften, die Druckverformungsrest und die Langzeitstabilit\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n

Im komprimierten Zustand passt sich ein Pad der Oberfl\u00e4chenstruktur und den H\u00f6henunterschieden der Bauteile an. Es kann Kontakt zu mehreren VRAM-Bausteinen oder MOSFETs herstellen, selbst wenn diese nicht genau in derselben Ebene liegen. Das Pad kann zudem als elektrische Isolierung und zur Schwingungsd\u00e4mpfung dienen. Dies sind n\u00fctzliche Funktionen, die eine einfache Kupferplatte nicht erf\u00fcllen kann.<\/p>\n\n\n\n

Die Polster werden als B\u00f6gen, Rollen und kundenspezifisch konfektionierte Teile geliefert. Dabei spielen die Dicke, die H\u00e4rte nach Shore 00 oder Shore OO, das Druck-Durchbiegungsverhalten, die Gestaltung der Tr\u00e4gerfolie sowie die Platzierungsgenauigkeit eine wichtige Rolle. Haktaks Produktfamilie \u201eThermalpads\u201c<\/a> umfasst Standard- und anwendungsspezifische Formate zum Ausf\u00fcllen von L\u00fccken bei Elektronikbaugruppen.<\/p>\n\n\n\n

Warum der h\u00f6here W\/mK-Wert von Kupfer nicht automatisch einen geringeren Grenzfl\u00e4chenwiderstand bedeutet<\/h2>\n\n\n\n
\"Why<\/figure>\n\n\n\n

Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit beschreibt, wie leicht sich W\u00e4rme durch ein Material ausbreitet. Sie gibt jedoch keinen Aufschluss \u00fcber die gesamte Verbindung. Zu einer funktionierenden Schnittstelle geh\u00f6rt auch der Kontaktwiderstand an beiden Oberfl\u00e4chen. Kupfer kann zwar in der Mitte einen sehr schnellen W\u00e4rmepfad bilden, doch wenn der Kontakt an einem der beiden Enden unzureichend ist, kann die gesamte Anordnung eine schlechtere Leistung erbringen als ein weicheres Kontaktpad mit besserem Kontakt.<\/p>\n\n\n\n

Ein vereinfachtes Modell lautet: R_total = R_contact 1 + t\/(<\/strong>kA<\/strong>) + R_contact 2<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Hier, t<\/strong> ist die Materialdicke, k<\/strong> ist die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und A<\/strong> ist die effektive Fl\u00e4che. Der mittlere Term ist der Volumenwiderstand des Materials. Die beiden Kontaktterme stehen f\u00fcr den unvollst\u00e4ndigen Kontakt an den Oberfl\u00e4chen.<\/p>\n\n\n\n

Stellen Sie sich Kupfer wie eine breite, schnelle Autobahn vor. Wenn es an beiden Auffahrten zu einem Stau kommt, l\u00f6st eine Verbreiterung der Stra\u00dfe in der Mitte nicht das Problem f\u00fcr die gesamte Strecke. W\u00e4rmeleitpaste kann helfen, diese Auffahrten freizumachen, indem sie mikroskopisch kleine Hohlr\u00e4ume ausf\u00fcllt, aber sie f\u00fcgt Material hinzu und muss d\u00fcnn aufgetragen werden. Zu viel Paste wird zu einer weiteren Widerstandsschicht. Zu wenig kann zu trockenen Stellen f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

Der Kontaktwiderstand h\u00e4ngt von der Oberfl\u00e4chenrauheit, der Ebenheit, dem Anpressdruck, der Benetzung und der tats\u00e4chlichen Kontaktfl\u00e4che ab. Eine starre Unterlegscheibe auf einer leicht geneigten Oberfl\u00e4che kann an einer Kante fest aufliegen, w\u00e4hrend sie an anderen Stellen kaum Kontakt hat. Ein weiches Polster kann sich oft dieser Neigung anpassen, obwohl eine zu gro\u00dfe Dicke oder H\u00e4rte des Polsters eigene Probleme hinsichtlich des Anpressdrucks verursachen kann.<\/p>\n\n\n\n

Aufgrund dieser Unterscheidung vergleichen Ingenieure W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und thermische Impedanz<\/a> anstatt sich allein auf W\/mK zu st\u00fctzen. Die offizielle ASTM D5470-17(2024)<\/a> Mit diesem Verfahren werden die W\u00e4rmedurchgangseigenschaften unter den angegebenen Pr\u00fcfbedingungen gemessen. Beim Vergleich der Ergebnisse m\u00fcssen Druck, Dicke, Probenvorbereitung und Kontaktverhalten ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n\n\n\n

Eine kurze Beispielrechnung, keine Leistungszusage<\/h3>\n\n\n\n

Stellen Sie sich eine Schnittstelle mit den Ma\u00dfen 20 mm \u00d7 20 mm vor. Vergleichen Sie einen 1 mm dicken Kupferabstandhalter mit einem hypothetischen W\u00e4rmeleitkoeffizienten von 390 W\/mK mit einem 1 mm dicken Kontaktpad mit einem hypothetischen W\u00e4rmeleitkoeffizienten von 6 W\/mK. Berechnet man nur den Volumew\u00e4rmewiderstand, ist der Wert f\u00fcr Kupfer weitaus geringer:<\/p>\n\n\n\n