Gibt es Alternativen zu Silikonpads?

Simpel Gast #4315331
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Moin moin,

Gerade bei Hochstromanwendungen mit Mosfets oder IGBTs (Wechselrichter, 
etc.) ist die Wärmeabfuhr von den Halbleitergehäusen ein wesentlicher 
Punkt für Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit. Die 
Wärmewiderstände der meist eingesetzten Silikonpads scheint mit 
suboptimal bzw. grenzwertig, in der Nähe des Volllast-Betriebes.

Gibt es irgendwelche Alternativen mit besserer Wärmeleitfähigkeit und 
vergleichbarer Durchschlagsfestigkeit?
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Michael B. #4315367
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Elektrisch isolieren und gleichzeitig gut wärmeleitend ist ein 
Widerspruch in sich selbst, denn beides ist dasselbe physikalische 
Phaenomen.

Überlege also, ob Isolation sein muss.

Ansonsten gibt es durchaus bessere und schlechtere Isolierpads.

 http://www.aavidthermalloy.com/sites/default/files/technical/papers/how-to-select-heatsink.pdf
 http://www.lairdtech.com/products/tflex-500 (Tflex 500 Thermal Gap 
Filler, isolierend)
 http://www.lairdtech.com/products/tgon-9000 (Graphit, 4 x 
wärmeleitender als Kupfer)
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Minimalist Gast #4315865
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Michael B. schrieb:
> Elektrisch isolieren und gleichzeitig gut wärmeleitend ist ein
> Widerspruch in sich selbst, denn beides ist dasselbe physikalische
> Phaenomen

Nicht ausschließlich! In elektrischen Leitern tragen die Elektronen 
erheblich zum Wärmetransport bei. D.h. gute elektrische Leiter sind auch 
gute Wärmeleiter. z.B. Silber mit 430 W/Km.

Der Umkehrschluss ist aber unzulässig, denn viele Stoffe sind gute 
Isolatoren aber ausgezeichnete Wärmeleiter. Diamant hat überwiegend 
phononische Wärmeleitung und kommt auf 2300 W/Km. Und isoliert 
hervorragend.
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Falk B. #4315870
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@ Simpel (Gast)

>Wärmewiderstände der meist eingesetzten Silikonpads scheint mit
>suboptimal bzw. grenzwertig, in der Nähe des Volllast-Betriebes.

>Gibt es irgendwelche Alternativen mit besserer Wärmeleitfähigkeit und
>vergleichbarer Durchschlagsfestigkeit?

Größere Leistungsmodule nutzen Al2O3 Keramik als guten Isolator und 
gleichzeitig guten Wärmeeiter. Für normale Bauteile nützt das aber nix.
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Falk B. #4315936
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@Steffen (Gast)

>> Beleg?

>ja such dir gängige Pad´s raus und vergleich mit den Bauteilen die im
>TO247AC Gehäuse angeboten werden. Dazu muss ich jetzt nicht erst
>"Belege" suchen.

DOCH, dass musst du, denn DU hast die BEHAUPTUNG aufgestellt! DU musst 
sie beweisen!
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Simpel Gast #4316149
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Thx, für die bisherigen Beiträge.

Hab mal ein wenig weiterrecherchiert. Eine beeindruckende Testreihe 
hier:

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=23634&page=0&category=all&order=time

Das was ich vermutet hatte...

Max. nutzbare Verlustleistung eines IRFP450:

Silikon-WLP: 270 W
Glimmer+WLP: 115 W
Isolierpad: 55 W !!!

Auch interessant in Sachen Wärmeleit-Pads, -Pasten, -Kleber und 
Rohmaterialien (z.B. Diamant-Micro-Pulver...) ist diese Seite:

http://thermalforce.de/de/product/waermeleitmittel_zubehoer/index.php?ref=

z.B. Unterschiede in der Wärmeleitfähigkeit:

25µ Graphitfolie (leider el. leitend) 1000W/mK
30µm Kupferfolie (dito)                300W/mK
übliche Silikonpads:                  3-6 W/mK


Hab mir überlegt, einen HV-Folienkondensator aufzuwickeln und dessen 
Isolierfolie zu verwenden. Wenn diese bis >1000V isoliert und extrem 
dünn ist, wäre das ne Überlegung wert.
Da wäre eben die mechanische Verletzlichkeit durch Kanten und Grate das 
Haupt-Gegenargument bei geforderter el. Durchschlagsfestigkeit...
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Simpel Gast #4316662
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Leider ist mit der reinen Angabe der W/m*K noch keine eindeutige 
Übersichtlichkeit gewährt.

Für den effektiven Wärmewiderstand ist neben dem spezifischen WW, die 
unterschiedliche Dicke der angebotenen Pads oder der WLP-Schichten zu 
berücksichtigen, welche bei elastischen, und kompressiblen Materialien 
zusätzlich vom Anpressdruck abhängt.

Werde bei Gelegenheit die verschiedenen  Materialien und Pads mal unter 
Berücksichtigung der Dicke in einer Exel-Tabelle darstellen, um eine 
Vergleichbarkeit des effektiven WW eines angebotenen Produkts bzw. 
Materials zu erhalten.
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Arno H. Gast #4316721
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Die Angabe des Wärmewiderstands ohne Angabe der zugehörigen Fläche ist 
wertlos. Du musst also den WW auf eine konkrete Fläche normieren. Da ist 
m.E. die Wärmeleitfähigkeit aussagekräftiger.
In der angehängten AppNote ist der WW-Unterschied zwischen TO3 und TO220 
sehr deutlich zu erkennen.
Die meisten Katalogangaben von Wärmewiderständen beziehen sich auf TO3, 
weil der Kühlflansch dieses Gehäuse ziemlich genau einen Quadratinch 
umfasst.

Arno
Angehängte Dateien:
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Simpel Gast #4316760
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@Arno
Ja, mit W/m*K wird ja auch die WL bezeichnet, auf die ich mich bezog. Da 
war ich in der Begriffwahl auf die falsche Spur geraten, weil ich die 
Pads generell mit dem geistigen Auge als "Wärmewiderstände" betrachte.
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