Dosieraufgaben im Wärmemanagement (Bild: ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH)
29.10.2021 Thermisch leitfähige Materialien per Exzenterschnecken-Technik flüssig applizieren
Stand der Technik, Herausforderungen und Potenziale
Das Wärmemanagement ist ein wichtiger Aspekt für die sichere und effiziente Funktion von mechanischen und elektrischen Geräten, auch wenn dies von außen häufig nicht sichtbar ist. Getrieben von den Trends Elektrifizierung, Digitalisierung und Miniaturisierung gewinnt dieser Prozess zunehmend an Bedeutung – einhergehend mit stetig steigenden Anforderungen aus technischer und kaufmännischer Sicht.
Von Wearables über Elektrofahrzeuge bis hin zu Equipment für die Bereitstellung flächendeckender Mobilfunk- und Internetinfrastruktur – überall muss die Wärmeentwicklung und -ableitung beachtet und reguliert werden. In der Produktion dieser Produkte ist daher auf eine prozesssichere Auslegung des wärmeleitenden Materials sowie des dafür benötigten Equipments zu achten, um eine langfristig sichere Funktion zu gewährleisten (Bild 1). Das gilt sowohl für die Fertigung als auch für die Nutzung der Produkte danach.
Charakterisierung von Wärmeleitmaterialien und daraus entstehende Herausforderungen
Ein Bestandteil von Wärmemanagement-Designs ist häufig flüssig zu applizierendes, thermisch leitfähiges Material, wie z.B. eine Paste oder ein Klebstoff. Für die Bezeichnung dieser Art von Materialien hat sich der englische Begriff „Thermal Interface Materials“ (TIM) etabliert. Deren Aufgabe ist es, zwei oder mehrere Bauteile miteinander thermisch zu koppeln, um entstehende Wärme abzuführen. Die Kopplung auf diese Art ist z.B. durch fertigungsbedingte Toleranzen, konstruktionsbedingt oder aufgrund einer Kombination daraus notwendig. Um die Wärmeleitfähigkeit (W/m*K) zu gewährleisten, sind die 1K- und 2K-Pasten bzw. -Klebstoffe teils zu einem großen Anteil mit Füllstoffen beladen.
