Für moderne Inverter ermöglichen die neuen Vergussmassen und Gap-Filler u.a. ein effizientes Thermomanagement (Bild: chesky – stock.adobe.com).
20.11.2023 Materialien für leistungsfähige Inverter
Für ein effizientes Wärmemanagement hat die Wevo-Chemie GmbH optimierte Vergussmassen und Gap-Filler entwickelt, die neben einer gezielten Wärmeabfuhr auch die mechanische Stabilität des jeweiligen Bauteils sicherstellen.
Durch ihren geringen Ionengehalt schützen die Materialien auf Basis von Epoxidharz und Silikon auch vor elektrochemischer Korrosion – und stellen gleichzeitig eine zuverlässige elektrische Isolierung sicher. Damit trotz der hohen Wärmeleitfähigkeit und dem hohen Füllgrad der Vergussmassen auch kleinste Spaltmaße gefüllt werden können, hat man die Fließeigenschaften der Epoxid- und Silikon-Vergussmassen optimiert. Für einen VOC-armen Produktionsprozess wurde außerdem bei den Silikon-basierten Produkten auf cyclische Siloxane verzichtet – es gasen daher keine flüchtigen Bestandteile aus.
Die Anpassung der Glasübergangstemperatur und die Verwendung spezieller Füllstoffe führt zur Beständigkeit der Materialien gegenüber den im Inverter vorherrschenden Temperaturen von –40 °C bis +180 °C im Dauergebrauch – auch Thermoschocks, Thermozyklen und Feuchte-Hitze-Lagerung sind so ohne Rissentwicklung möglich. Auch Belastungen, welche durch die temperaturbedingte Ausdehnung entstehen, werden durch individuell angepasste Materialeigenschaften reduziert. Dazu wird die Flexibilität der Vergussmassen individuell eingestellt und man sorgt so für den Schutz empfindlicher Bauteilkomponenten wie der Lötstellen auf Leiterplatten. Zusätzlich werden auch mechanische Belastungen wie Schläge, Stöße und Vibrationen durch die Materialien abgedämpft. Bei Bedarf können insbesondere die Epoxidharz-Produkte ebenfalls für eine mechanische Stabilisierung des jeweiligen Bauteils sorgen.
Weiter hat die Wevo-Entwicklung die Adhäsion der Silikone an Metalle wie Aluminium optimiert. Dadurch können die Vergussmassen z.B. im Bereich des Bauteilgehäuses oder bei Komponenten wie Spulen oder Leiterplatten genutzt werden. Zudem verfügen alle Produkte über einen geringen Ionengehalt, wodurch sie einen zuverlässigen Schutz vor elektrochemischer Korrosion bieten – auch eine zuverlässige elektrische Isolierung ist dabei sichergestellt.
Ist ein Vollverguss des Inverters nicht möglich oder gewünscht, lässt sich durch die entwickelten Gap-Filler eine lokale Anbindung an das Bauteilgehäuse bzw. Kühlsystem herstellen. Auf diese Weise wird die entstehende Verlustwärme einzelner Komponenten zuverlässig abgeleitet/abgeführt. Die Materialien auf Basis von Silikon bieten dafür neben einer hohen, individuell anpassbaren Wärmeleitfähigkeit u.a. eine optimierte Standfestigkeit und somit eine gute Applizierbarkeit als Raupe. Die Verpressung mit dem Bauteilgehäuse kann nach der automatisierten Applikation des Materials stattfinden. Die individuelle Anpassung der Adhäsion zwischen Gap-Filler und Substrat ermöglicht zudem eine langlebige Grundhaftung oder auch die Entfernbarkeit des Materials am Ende des Lebenszyklus.
Durch ihre anwendungsspezifisch optimierbaren Eigenschaften sind die Vergussmassen und Gap-Filler auch für den Einsatz im Bereich von Electronic Control Units (ECU) oder Convertern für die DC/DC-Wandlung geeignet.
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