Wärmeleistpasten prozesssicher mit Dosierpumpen auftragen, kann durchaus eine Herausforderung sein. Im Zuge der engen Kooperation mit Materialherstellern hat Electrolube viel Know-how rund um den Aufbau, die Eigenschaften und das abrasive Verhalten von Wärmeleitpasten aufgebaut. In einem Gespräch haben Franz Kamhuber, Business Development Manager Aerospace von Viscotec und Bernd Heinrich, Key Account Manager von Electrolube unter anderem die Einsatzgebiete der Wärmeleitpasten von Electrolube, vor allem im Bereich geringer Dosiermengen, erörtert

Leicht und flexibel bieten Dosiersysteme einen schnellen Wechsel zwischen Punktauftrag und Raupenauftrag unabhängig von Viskositätsschwankungen.

Leicht und flexibel bieten Dosiersysteme einen schnellen Wechsel zwischen Punktauftrag und Raupenauftrag unabhängig von Viskositätsschwankungen. Viscotec

Dabei verweist Heinrich auf die Vielseitigkeit der Wärmeleitpasten. Denn als nicht aushärtende Materialien können diese auf unterschiedliche Art und Weise aufgetragen werden und sind somit in einer Vielzahl von Anwendungen einsetzbar, was von sehr kleinen bis hin zu großflächigen Wärmeübergängen reicht. Auf kleine Flächen lässt sich die Paste sehr akkurat mithilfe eines Dosiergerätes auftragen. Den notwendigen Auftrag an Wärmeleitpaste kann man im Zuge einiger Versuche recht schnell kalkulieren und so die optimale Menge bestimmen. „Idealerweise wird eine möglichst dünne gleichmäßige Schicht aus Wärmeleitpaste aufgetragen, um die Kontaktflächen des thermischen Übergangs miteinander zu verbinden,“ erläutert Heinrich

Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, sogenannte Gap-Filler, wie beispielsweise Electrolube HTCPX, präzise zu dispensen. In diesem Fall werden in der Regel wesentlich größere Spalte, oft variierend in ihrer Geometrie und durchaus auch schwer zugänglich, verfüllt, um einen Wärmeübergang zwischen dem Verlustwärme erzeugenden Bauteil und einem Gehäuse/Kühlkörper zu realisieren, der sich dann in einer größeren Schichtdicke einstellt, als dies sonst üblich ist. Folglich muss dieses Material dann auch über die notwendige Vibrationsstabilität verfügen.

Dosierpumpen: Der richtige Aufbau ist wichtig

Bei der Frage nach dem typischen chemisch/mechanischen Aufbau einer Wärmeleitpaste und wie hoch der Füllstoffanteil ist, erklärt Heinrich: „Eine Wärmeleitpaste ist die feine Verteilung von wärmeleitenden Füllstoffen in einem Trägeröl. In Abhängigkeit von der jeweiligen Wärmeleitpaste variieren sowohl Art als auch Menge der verwendeten Füllstoffe wie auch des Trägeröls.“ Dies sei nötig, um jeweils den passendsten Eigenschaftenmix für die verschiedenen Anwendungen zu haben. Die häufigste Abwägung erfolgt zwischen spezifischer Wärmeleitfähigkeit des Materials und seiner Viskosität, um sicherzustellen, dass der resultierende thermische Übergang letztlich den geringst möglichen thermischen Widerstand hat.

Bernd Heinrich, Key Account Manager von Electrolube.

Bernd Heinrich, Key Account Manager von Electrolube. Electrolube

Franz Kamhuber ist Business Development Manager von Viscotec.

Franz Kamhuber ist Business Development Manager von Viscotec. Viscotec

Als Kamhuber nach den Herausforderungen bei der Dosierung und worauf bei der Verarbeitung zu achten ist, fragt, erklärt Heinrich: „Da es sich um hochgefüllte Materialien handelt, ist es wichtig sicherzustellen, dass die Dosieranlage in geeigneter Weise aufgebaut wurde, um mit solchen Materialien zu arbeiten.“ Dabei sind die Einflüsse zu betrachten, die den Stress für das Material möglichst gering halten können, wie zum Beispiel kurze Leitungen mit einem großen Durchmesser und geeigneter Innenbeschichtung, um die Reibung zu verringern. Sollten Verbinder/Verzweiger im System integriert sein, sollten diese einen fließenden Übergang haben, zudem keine abrupte stufenförmige Verengung von Querschnitten. Das Material sollte mit dem geringstmöglichen Druck beaufschlagt und dieser sollte nach Ende der Arbeiten auch wieder vom System genommen werden, um eine Separation zu vermeiden.

Abrasivität verringern

Underfill

Underfill-Anwendungen kommen meist bei isotrop leitfähigen Klebstoffen zum Einsatz. Dabei stellt der isotrop leitfähige Klebstoff die elektrische Verbindung vom Mikrochip zum Substrat her. Da dieser Klebstoff nicht vollflächig aufgetragen wird, ist nach dessen Aushärtung, thermisch oder mittels UV-Strahlung, noch ein Auffüllen des Hohlraumes nötig, das sogenannte „Underfill“.

Electrolube hat ein umfassendes Sortiment an thermisch leitfähigen Produkten im Programm, sowohl silikonhaltig als auch silikonfrei. Das Portfolio bietet eine Auswahl verschiedener Viskositäten und Wärmeleitfähigkeitswerte, sodass dem Kunden im Rahmen einer umfassenden Beratung für seine Anwendung die letztlich geeignetste Lösung geboten wird.

Erst kürzlich hat man mit SCTP ein neues Material zur Marktreife gebracht. Electrolube SCTP ist ein, beginnend von seiner Oberfläche her, moderat vernetzendes Wärmeleitmaterial. Es ist bei thermischer Schockbeanspruchung extrem stabil, wie auch gegenüber sogenanntem Auspumpen. Es ist auftragbar wie eine Wärmeleitpaste, lösemittelfrei und erlaubt anders als übliche RTVs die wieder Reparierbarkeit von Baugruppen.

Auf die Frage Kamhubers nach Maßnahmen, um die Abrasivität der Wärmeleitpasten zu verringern und damit die Dosierbarkeit zu verbessern, antwortete Heinrich: „Wir verwenden Rohmaterialien, die eine bestmögliche Kombination aus Leistungsfähigkeit und Nutzerfreundlichkeit bieten. Die Abrassivität von Füllstoffen ist einer der Punkte, die wir betrachten und was uns dann ja auch veranlasst, Kunden zu empfehlen sich mit den Herstellern geeigneter Dosiertechnik, wie eben Viscotec, ins Boot zu holen. Viscotec setzt seinen Fokus auf die Dosiertechnik und bietet in diesem Bereich umfassende Möglichkeiten, um Wärmeleitmaterialien zu dosieren. „Wir haben bereits in einer Reihe verschiedener Projekte mit Viscotec zusammengearbeitet und dabei großen Wert gelegt, dass der Kunde eine umfassende Unterstützung erhält, von der Materialauswahl bis zur Implementierung in seinen Prozess,“ schließt Heinrich.