Wärmeleitfähigkeit von Silikon

Mit der raschen Entwicklung von Branchen wie Elektrofahrzeugen, 5G, Big Data, autonomem Fahren, Internet der Dinge und industrieller Intelligenz ist auch die Nachfrage nach wärmeleitenden Materialien stark gestiegen. 

 

Wie viele Arten von wärmeleitenden Silikonmaterialien gibt es?

1. Wärmeleitendes Silikonblech

2. Wärmeleitende Silikonfett

3. Wärmeleitendes Silikonklebeband

4. Wärmeleitendes Silikonklebeband

5. Wärmeleitende Phasenwechselmaterialien

6. Wärmeleitende Spaltfüllmasse

7. Hochwärmeleitende Vergussmasse

8. Wärmeleitender Klebstoff

Verschiedene Materialkategorien von wärmeleitendem Silikon

1. Wärmeleitfähige Silikonpads

(Auch Wärmeleit-Silikonpad, Wärmeleit-Silikonblech genannt)

 

Es verfügt über gute Wärmeleitfähigkeit und hohe Druckfestigkeit, erfüllt die aktuelle Nachfrage der Elektronikindustrie nach wärmeleitenden Materialien und ist eine binäre Alternative zu Silikonfett-Wärmeleitpaste und Glimmerplatten. Das beste Produkt für das Kühlsystem. Dieser Produkttyp ist einfach zu installieren, förderlich für die Automatisierung der Produktion und die Wartung von Produkten und ist ein neues Material mit großer Handwerklichkeit und Praktikabilität.

 

Die Dicke und Härte des wärmeleitenden Silikonblechs können je nach Design variiert werden, sodass Wärmebrücken und Chiptoleranzen im Wärmeleitkanal überbrückt werden können. Dadurch verringern sich die Anforderungen an die Oberflächentoleranzen des Kühlkörpers im Strukturdesign., Insbesondere die Unterschiede in Ebenheit und Rauheit würden die Produktkosten stark erhöhen, wenn die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert würde. Daher kann das wärmeleitende Silikonblech die Kontaktfläche zwischen wärmeerzeugenden Komponenten und Kühlkörpern maximieren, den Wärmefluss übertragen und die Produktionskosten des Kühlkörpers senken.

2. Wärmeleitpaste auf Silikonbasis 

Wärmeleitendes Silikonfett ist ein weißes oder graues viskoses Objekt mit einer gewissen Viskosität, ohne sichtbare Körnung, ungiftig, geruchlos, nicht korrosiv, mit stabilen chemischen und physikalischen Eigenschaften sowie ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit, elektrischer Isolierung, Hitzebeständigkeit, Alterungsbeständigkeit und Wasserbeständigkeit.

 

Es weist geringe Ölabscheidung (strebt gegen Null) und sehr gute Witterungsbeständigkeit auf (einschließlich Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit, Wasserbeständigkeit, Ozonbeständigkeit, Bewitterungsbeständigkeit usw.) und kann langfristig im Temperaturbereich von -30°C bis 150°C verwendet werden, selbst bei Temperaturen über +200°C. Es kann dabei die Benetzung der Kontaktfläche beibehalten.

3. Wärmeleitfähiges Silikonband

Es wird häufig bei der Verbindung zwischen Leistungsgeräten und Kühlkörpern verwendet, die Wärme abführen, und kann gleichzeitig die Funktionen von Wärmeleitfähigkeit, Isolierung und Fixierung erfüllen.

4. Wärmeleitfähiges Silikonband

Silikonpolymerelastomer mit Glasfaser als Basispolymermaterial zur Verstärkung, auch als wärmeleitende Silikonfolie, reißfeste Silikonfolie bekannt, diese Silikonfolie kann den Wärmewiderstand zwischen elektronischen Komponenten und Kühlkörpern wirksam reduzieren, und bietet elektrische Isolierung, mit hoher Dielektrizitätsfestigkeit, guter Wärmeleitfähigkeit, hoher Chemikalienbeständigkeit, kann hoher Spannung standhalten und durch Metallteile verursachte Kurzschlüsse verhindern.

 

Das wärmeleitende Phasenwechselmaterial nutzt die Eigenschaften des Substrats, um bei Arbeitstemperatur einen Phasenwechsel zu durchlaufen, wodurch sich das Material enger an die Kontaktfläche anpasst und gleichzeitig ein ultra-niedriger Wärmewiderstand für einen gründlicheren Wärmetransfer erreicht wird.

5. Wärmeleitende Phasenwechselmaterialien

Es nutzt die Eigenschaften des Basismaterials, um bei Arbeitstemperatur einen Phasenwechsel zu durchlaufen, so dass sich das Material besser an die Kontaktfläche anpasst. Gleichzeitig wird auch ein ultra-niedriger Wärmewiderstand erreicht und der Wärmetransfer wird gründlicher durchgeführt.

6. Wärmeleitfähiger Füllstoff für Lücken

(Wärmeleitgel, wärmeleitendes Füllmaterial)

 

Wärmeleitende Füllmaterialien für Spalten sind darauf ausgelegt, die Dosierkontrolle zu optimieren, überlegene thermische und mechanische Eigenschaften zu erreichen und hochtechnisierte Vorteile zu bieten. Da es im flüssigen Zustand dosiert wird, um Spalten zu füllen, übt das Material während der Montage wenig Druck auf das Teil aus. Wärmeleitende Füllmaterialien für Spalten können verwendet werden, um die komplexesten Oberflächenstrukturen und mehrschichtigen Oberflächen zu verbinden und zu beschichten, und bieten unbegrenzte Dickeabdeckung für unebene Leiterplattenoberflächen.

Wärmeleitendes Füllmaterial

7. Hochwärmeleitfähiges Vergussmaterial

Es handelt sich um einen zweikomponentigen Additionssilikonkautschuk, der aus zwei Teilen AB-Flüssigkeit besteht. Nach dem Mischen im Verhältnis reagiert es und härtet zu einem hochleistungsfähigen Elastomer aus. Bietet ausgezeichneten Wärmeableitungs- und feuchtigkeitsgeschützten Verguss-Schutz für Leiterplattenkomponenten.

Wärmeleitendes Verguss-Silikon

8. Wärmeleitfähiger Klebstoff

Einkomponentiger bei Raumtemperatur aushärtender Silikonkautschuk hat nach der Aushärtung ausgezeichnete Haftung auf Metall-, Kunststoff- und Keramikoberflächen. Er wird häufig zum Füllen und Fixieren elektronischer Komponenten und Kühlkörper verwendet, um die Wärmeleitfähigkeit zu verbessern und die Stabilität der Komponenten zu erhöhen. Insbesondere, wenn mechanisch fixierte Strukturen nicht realisiert werden können.

Häufige Fragen

Frage 1: Ist die wärmeleitende Silikondichtung klebrig?

A1: Wärmeleitende Silikonpads sind mit oder ohne Klebebeschichtung erhältlich.

Frage 2: Wie verstehe ich “Selbstklebend”?

A2: Die Gummikomponente enthält Klebstoff, daher hat das Produkt selbst Selbstklebung. Bei Produkten mit Klebebeschichtung erleichtert die Klebrigkeit der Produktoberfläche die Montage. Allerdings beeinflusst der Wärmewiderstand der Klebebeschichtung die Wärmeleitfähigkeit des Produkts. Und selbstklebende Produkte haben nicht das Problem eines erhöhten Wärmewiderstands durch Klebebeschichtung. In Bezug auf Klebefestigkeit ist die Klebefestigkeit der Rückseitenbeschichtung höher als die von selbstklebenden Produkten.

Frage 3: Können selbstklebende Produkte wiederholt angebracht werden?

A3: Es muss je nach spezifischen Bedingungen beurteilt werden, ob es nachbearbeitet werden kann. Bei sorgfältiger Konstruktion können allgemein klebrige Produkte wiederverwendet werden. Bei Aluminiumoberflächen oder galvanisierten Oberflächen ist jedoch besondere Vorsicht geboten, um ein Reißen oder Delaminieren zu vermeiden.

Frage 4: Wenn die wärmeleitende Dichtung selbstklebend ist, ist sie dann einfach wiederverwendbar?

A4: Es muss bestimmt werden, ob die Behandlung des selbstklebenden wärmeleitenden Pads je nach spezifischer Klebefläche wiederholt geklebt werden kann. In den meisten Fällen kann es wiederverwendet werden, aber bei Aluminiumoberflächen oder galvanisierten Oberflächen sollte besondere Vorsicht walten, um ein Reißen oder Delaminieren zu vermeiden. Selbstklebende wärmeleitende Pads lassen sich leichter wiederverwenden als Produkte mit Klebebeschichtung.

Frage 5: Wie ist der Herstellungsprozess einer wärmeleitenden Silikondichtung?

A5: Wärmeleitendes Pulver, Flammschutzmittel und Härter werden zum organischen Silikonöl hinzugefügt, durch Rühren gemischt und farbabgestimmt, dann wird vakuumiert, um Blasen im Silikon zu reduzieren, anschließend bei hoher Temperatur vulkanisiert, nach dem Abkühlen erfolgt Gummibeschichtung, Zuschnitt und Formverarbeitung; Fertigprodukttests umfassen Wärmeleitfähigkeit, Temperaturbeständigkeitsbereich, Volumenwiderstand, Spannungsfestigkeit, Flammhemmung, Zugfestigkeit, Härte, Dicke und andere Parameter.

Frage 6: Was ist die Obergrenze der normalen Betriebstemperatur der wärmeleitenden Silikondichtung? Wie lange kann sie maximal bei dieser Temperatur betrieben werden, ohne Schaden zu nehmen?

A6: Gemäß Wärmeleitfähigkeitsmessungen beträgt die Temperaturgrenze für normalen Betrieb 250 Grad für 5 Minuten und 300 Grad für 1 Minute.

Frage 7: Wird die wärmeleitende Silikondichtung bei Hitze weich?

A7: Im Allgemeinen gibt es in einer Umgebung von minus 60 Grad bis 200 Grad keine signifikanten Härteunterschiede.

Frage 8: Ist die wärmeleitende Silikondichtung isolierend?

A8: Es ist isolierend, aber wärmeleitende Silikonpads sind letztendlich nur wärmeleitende Spaltenfüllprodukte und werden nicht für Hochspannungsumgebungen empfohlen.

Frage 9: Führt die wärmeleitende Silikondichtung Strom?

A9: Das Silikonöl des Silikonblatts selbst ist isolierend, und das hinzugefügte wärmeleitende Pulver und Hilfsstoffe haben ebenfalls isolierende Eigenschaften, daher tritt kein Stromleck auf.

Frage 10: Wie verwende ich eine wärmeleitende Silikondichtung?

A10: Halten Sie die Kontaktfläche zwischen der Kühlfläche und der Wärmequelle sauber, ziehen Sie die Abdeckfolie des wärmeleitenden Silikonpads ab, legen Sie es auf die Wärmequelle, drücken Sie das Kühlgerät an und fixieren Sie es.

Q11: Können Wärmeleit-Silikonpads für Notebook-CPUs verwendet werden?

A11: Der wärmeleitende Silikon-Dichtungsring kann als wärmeleitendes Medium verwendet werden, um die wärmeleitende Silikonpaste auf der CPU zu ersetzen. Allerdings verwenden die meisten auf dem Markt erhältlichen Notebooks aufgrund der Platzstruktur und des Kühlungskonzepts in Laptops nach wie vor traditionelle Silikonpaste als wärmeleitendes Medium.

Q12: Was kostet eine wärmeleitende Silikondichtung?

A12: Der Preis der Silikonscheibe steigt mit zunehmender Wärmeleitfähigkeit und Dicke. Es wird empfohlen, die Silikonscheibe möglichst so einzusetzen, dass sie die Wärmeleitfähigkeitsanforderungen der elektronischen Produkte erfüllt. Die Dicke sollte das 1,1-fache des Abstands zwischen Wärmequelle und Kühler betragen.

Q13: Wie lange ist die Haltbarkeitsdauer von wärmeleitenden Silikondichtungen?

A13: Die meisten wärmeleitenden Silikon-Dichtungsringe haben nach der Herstellung eine Haltbarkeit von 1 Jahr, basierend auf der Entnahme aus der Verpackung. Es wird empfohlen, die Dichtungsringe innerhalb von 6 Monaten nach der Herstellung zu verwenden, da die Klebeschicht die Haltbarkeit beeinträchtigen kann; darüber hinaus ist die Stabilität der Dichtungsringe nicht auf die Haltbarkeit beschränkt, da sie über ausgezeichnete thermische Stabilität und Witterungsbeständigkeit verfügen.

Q14: Wie lange ist die Lebensdauer einer wärmeleitenden Silikondichtung?

A14: Die Lebensdauer wärmeleitender Silikon-Dichtungsringe beträgt in der Regel mehr als zehn Jahre. Die Silikonfolie ist flüchtig, alterungsbeständig, hoch- und niedrigtemperaturbeständig und verfügt über Dämpfungs- und Isolationswirkungen, wodurch sie die Lebensdauer elektronischer Produkte vollständig erfüllen kann.

 

Durch die oben genannten häufig gestellten Fragen haben alle ein gewisses Verständnis für die wärmeleitende Silikonfolie entwickelt. Ich möchte darauf hinweisen, dass die richtige Auswahl der Wärmedichtung der Schlüssel zur Gewährleistung der Dichtheit der Ausrüstung ist. Für denselben Arbeitszustand stehen mehrere Arten von Dichtungen zur Verfügung. Die Dichtungen müssen entsprechend den physikalischen Eigenschaften des Mediums, Druck, Temperatur, Geräteabmessungen, Betriebsbedingungen, Dauer des kontinuierlichen Betriebszyklus usw. angemessen ausgewählt werden, um Nachteile zu vermeiden und die Eigenschaften der verschiedenen Dichtungen voll zur Geltung zu bringen.