Gap Filler vs. Gap Pad

Gap Filler vs. Gap Pad: Was sind die Unterschiede?

In einer Vielzahl von Anwendungen müssen Materialien zur Wärmeableitung eingesetzt werden: Neue elektronische Geräte und Komponenten, beispielsweise in der Automobilindustrie oder der Unterhaltungselektronik, werden immer kleiner. Gleichzeitig werden immer mehr Funktionen auf kleinstem Raum realisiert.

Unter dem Stichwort Thermal Management wird in diesem Bereich optimiert. Wärmeleitfähige Materialien finden sich in Haushaltsgeräten ebenso wie in handelsüblichen Smartphones und Tablets oder in der LED-Beleuchtungstechnik. Weitere Anwendungsgebiete sind der Motorenbau, Anwendungen in der Leistungselektronik oder Batteriesysteme in Hybrid- und Elektroautos.

Es wird immer versucht, die Wärme von elektrischen Bauteilen über verbesserte Kontakte in einen Kühlkörper oder Kühlkörper zu übertragen. in eine Baugruppe zerstreuen, die als Kühlkörper fungiert.

Um größere Lücken zu schließen und damit die Wärmeableitung zu verbessern, stehen grundsätzlich zwei Produkte zur Verfügung: Gap Filler und Gap Pads

Was ist ein Gap Filler?

Gap Filler sind wärmeleitende, flüssig aufgetragene Materialien. Diese wärmeleitenden Gap Filler werden häufig durch dosiertes Mischen eines Zweikomponentensystems mit einem Dosiersystem aufgebracht. Als Basis werden häufig silikonbasierte, polyurethanbasierte oder acrylatbasierte Systeme verwendet. Zunehmend kommen die silikonfreien Gap-Filler-Systeme auf Basis von Polyurethan oder Acryl zum Einsatz.

Nach dem Auftragen dieser Materialien härtet der Gap Filler aus. Nach dem Aushärten bildet das Material eine feste, aber nachgiebige Schnittstelle, die die Wärme von den elektronischen Komponenten ableitet, was zu einer längeren Lebensdauer und höheren Leistung führt.

Sie werden häufig als Ersatz für Wärmeleitpads verwendet, da sie eine niedrigere Wärmeimpedanz erreichen und mehr Designflexibilität ermöglichen. Auch für die Großserienfertigung elektronischer Komponenten wie Batterien, Wechselrichter/Umrichter, Motoren und Leistungselektronik sind die Lückenfüller gut geeignet.

Was ist ein Gap-Pad ?

Gap Pads sind weiche, elastische, relativ dicke Matten mit wärmeleitenden Eigenschaften. Durch ihre Materialstärke und Elastizität gleichen Gappads Höhenunterschiede zwischen Bauteilen aus. Auch hier werden häufig silikonbasierte, polyurethanbasierte oder acrylatbasierte Systeme als Basis verwendet. Zunehmend kommen die silikonfreien Systeme auf Basis von Polyurethan oder Acryl zum Einsatz.

Die geringe Selbsthaftung der Spaltpads, die durch spezielle Einstellungen erreicht werden kann, ermöglicht in vielen Fällen eine vereinfachte Vormontage. Auch selbstklebende Ausführungen der Gappads können dort eingesetzt werden, wo stärkere Haftkräfte erforderlich sind. Dabei ist darauf zu achten, dass der Klebstoff zum System passt, dh es werden Klebstoffsysteme auf Silikon-, Polyurethan- oder Acrylatbasis verwendet.

In unserem Artikel Silikonklebstoff vs. Acrylatklebstoff vergleichen wir beide Klebstoffsysteme.

Was ist der Unterschied zwischen Gap Fillern und Gap Pads?

Gap Filler werden häufig durch Mischen eines Zweikomponentensystems aufgebracht, das auf eines der beiden Substrate (zB elektronisches Bauteil) aufgetragen wird. Dieses Bauteil wird dann mit einem Kühlkörper zusammengeführt, bis eine bestimmte Dicke erreicht ist. Das Material bildet dann eine feste, aber konforme Schnittstelle. Es ist auch möglich, vorhandene Hohlräume mit Gapfillern zu füllen, so dass kein Druck ausgeübt werden muss.

Wärmeleitpads hingegen werden in eine gewünschte Form vorgeschnitten, auf ein Substrat aufgebracht, auf die eingestellte Dicke zusammengepresst und fixiert.

Die aufgebrachte Druckbelastung zwingt das feste, aber elastische Pad dazu, engen Kontakt mit den rauen Oberflächen des Kühlkörpers, der Leiterplatte oder des Bauteils herzustellen. Im Gegensatz zu massiven Wärmeleitpads fließen Gap Filler in die kleinen Täler ein, dichten Oberflächenrauhigkeiten ab und schaffen einen engeren Kontakt zur Oberfläche der einzelnen Bauteile. Dies ermöglicht eine effizientere Wärmeübertragung zwischen dem oberen und unteren Substrat durch die Verwendung des Lückenfüllers.

Vergleicht man die wichtigsten Eigenschaften der beiden Typen, sind die relativen Kosten für den Einsatz von Wärmeleitpads aufgrund des daraus resultierenden teuren Ausschusses hoch. Im Gegensatz zu den Gap Fillern werden die Gap Pads zunächst in Form von Matten hergestellt und dann gestanzt oder geplottet. Dadurch entsteht zwangsläufig mehr Abfall. Bei Gap-Pads treten häufiger Lufteinschlüsse auf, da sie die durch die Oberflächenrauheit entstehenden winzigen Zwischenräume nicht erreichen können.

Gap Filler sind die Antwort auf Designflexibilität, da Härte und Verarbeitungszeit über das Mischungsverhältnis der beiden Teile des Gap Fillers angepasst werden können. Und wenn es um das Auftragen des Produkts geht, können die Gap-Pads mit großem Formfaktor ohne Lufteinschluss schwierig anzubringen sein, und die Automatisierung ist schwierig. Andererseits eignen sich Gap Filler gut für die Großserienfertigung.

Allerdings muss auch berücksichtigt werden, dass die Automatisierung der Gap-Filler-Verarbeitung auch mit Kosten verbunden ist. Oftmals entscheiden sich unsere Kunden in einem ersten Schritt für den Einsatz vormontierter Gap Pads, um später in einem Großprojekt auf die automatisierte Verarbeitung des Gap Fillers zu setzen.

Wie kann man die Aushärtegeschwindigkeit eines Gap Fillers erhöhen?

Um die Härtungsgeschwindigkeit der meisten Gapfiller, Vergussmaterialien und/oder Klebstoffe zu erhöhen, muss die Temperatur des Teils, auf das die Materialien aufgetragen werden, erhöht werden. Dies kann mit einem Ofen, einer Wärmelampe oder einer Induktionsheizung erfolgen. Die Teile können auf die gewünschte Temperatur vorgewärmt werden oder erst das Material aufgetragen und dann das Teil erwärmt werden.

Als Faustregel gilt, dass sich die Aushärtegeschwindigkeit pro 10 Grad Celsius Temperaturerhöhung ungefähr verdoppelt. Es ist zu beachten, dass bei starren Materialien eine Erhöhung der Aushärtungsgeschwindigkeit das Risiko erhöht, im Material hohe innere Spannungen zu erzeugen, die seine mechanische Festigkeit und seine Fähigkeit, thermischen und / oder mechanischen Stößen zu widerstehen, beeinträchtigen können.

Grundsätzlich empfehlen wir Ihnen, bei der Ermittlung des Temperaturprofils sehr vorsichtig vorzugehen, da neben der Beschädigung der eigentlichen Gap-Filler-Materialien auch Schäden an den elektronischen Bauteilen auftreten können.

Welche Wärmeleitfähigkeiten können mit Gap Fillern oder Gap Pads erreicht werden?

Die von Gap Filler erhältlichen Gap Filler haben Wärmeleitfähigkeiten von bis zu 7 W/mK bei unterschiedlichen Shore-Härten. Die Gappads werden mit einer Wärmeleitfähigkeit von bis zu 17 W/mK geliefert.

Silikonfreie und silikonhaltige Gap Filler und Gap Pads

Das Standardlieferprogramm umfasst silikonfreie Gap Filler und Gappads sowie silikonhaltige Gap Filler und Gappads. Es gibt eine Reihe von Auswahlkriterien, um zu bestimmen, welche Lösung am besten geeignet ist.

Datenblätter Gap Filler und Gap Pad Datenblatt

Die Datenblätter zu den Materialien sind bei uns erhältlich. Wenn Sie ein Datenblatt benötigen, senden wir Ihnen gerne einen Link, über den Sie das Datenblatt beziehen können