Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug suche wärmeleitfähigen Kleber


von K-H J. (k-h)


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Guten Morgen,

ich suche einen guten wärmeleitfähigen Klebstoff mit dem ich einen 
Kühlkörper auf Leistungstransistoren aufkleben möchte.
Es werden also 4 Punkte verklebt. Ist auch nicht nur ein Stück.
Im Foto ist diese Anwendung erkennbar. Kühlkörper ist abgebildet.
Hat jemand Erfahrungen mit Verarbeitung des Klebstoffes.

Danke für jeden Hinweis.

K-H

von Michael (Gast)


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von Bernhard S. (dl9rdw)


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Ist das eine gute Idee, die Wärme über die Oberseite der FETs 
abzuleiten?

von Crazy Harry (crazy_h)


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..... und bist du dir 100%ig sicher, daß alle 4 FETs eine gerade Fläche 
bilden ? Wärmeleitkleber und Paste leitet Wärme nicht so gut wie 
allgemein angenommen wird.

von Moritz A. (moritz_a)


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Verschlechtern wird sich durch das Aufkleben auf der Oberseite nichts, 
Wärmeleitkleber leitet immer noch besser als Luft ;)

von F. F. (foldi)


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Möchte mich hier auch mal einklinken und etwas in eine andere Richtung 
gehen.
Ihr kennt das ja, "In der Not frisst der Teufel Fliegen", sagt man.

Da ich nichts da hatte und irgendwie die Led's auf den Kühlkörper fest 
haben wollte, habe ich Sekundenkleber genommen.
Meine Annahme war dabei, der Kleber macht nur eine sehr dünne Schicht 
und da im Grunde jedes Material leitet, probierte ich das.
Kurzum, die Led's kleben noch, der Kühlkörper wird so warm, dass die 
Lüfterregelung auch die Drehzahl an heißen Tagen hoch zieht und die 
umgebaute IKEA Lampe leuchtet seit dem meinen Arbeitsplatz gut aus.

Deshalb meine Frage: sind diese Wärmeleitkleber nicht auch einfach nur 
ein Sekundenkleber, nur viel teurer?

von 0815 (Gast)


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Die Leitfähigkeit des Klebers spielt hier kaum eine Rolle, da das 
Gehäuse der FETs einen höheren Wärmewiderstand haben dürfte.
Viel wichtiger wäre es, einen sehr flexiblen Kleber zu suchen, weil der 
Abstand zwischen den Klebepunkten recht groß ist, und die Platine sich 
schneller erwärmen wird als der Kühlkörper. Auch ist der 
Ausdehnungskoeffizient ein Anderer.
Simples Silikon dürfte die beste Lösung sein.

von M.O. (Gast)


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0815 schrieb:
> Die Leitfähigkeit des Klebers spielt hier kaum eine Rolle, da das
> Gehäuse der FETs einen höheren Wärmewiderstand haben dürfte.

... zumal der FET so aufgebaut ist, dass er seine Wärme viel besser über 
die Metallfläche abgeben kann. Die Leiterplatte ist die Kühlfläche.

von F. F. (foldi)


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0815 schrieb:
> Die Leitfähigkeit des Klebers spielt hier kaum eine Rolle

Hat denn schon mal jemand den Unterschied zwischen echtem 
Wärmeleitkleber und stinknormalem Sekundenkleber gemessen?

Ich glaube nämlich so ein wenig, dass hier heiße Luft in Tüten verkauft 
wird und dass sich die Zusammensetzung der Kleber kaum unterscheiden 
wird.

von 0815 (Gast)


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F. Fo schrieb:
> Hat denn schon mal jemand den Unterschied zwischen echtem
> Wärmeleitkleber und stinknormalem Sekundenkleber gemessen?

Habe sowas letztens erst gemessen. Zwar nicht mit Sekundenkleber, aber 
mit diversen Leitpasten und anderen Stoffen. Beim Extremfall To220 und 
ca. 50W Verlustleistung. Ergebnis: Wärmeleitpasten sind schon deutlich 
besser. Überraschenderweise schnitt die normale silikon-keramische, 
weiße Paste am besten ab. Noch vor Flüssigmetall und diesem ganzen 
Schietkram aus dem PC-Bereich. Bei DIESEN wird nämlich Luft in Tüten 
verkauft. Auch der bekannte 1K-China-Wärmeleitkleber war schlechter.
An unkonventionellen Mitteln hatte ich nur einen Tropfen Öl, sowie 
normales Silikon getestet. Beides bei dieser Anwendung schlechter als 
die Pasten, aber natürlich besser als Luft zwischen den Kontaktflächen. 
Bei seiner Anwendung dürfte Silikon hingegen ideal sein, er kann eh nur 
vielleicht je FET 1-2W abführen...

von PCGH (Gast)


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0815 schrieb:
> Habe sowas letztens erst gemessen.
Zu dem Thema gabs mat ein Youtube Video:
https://www.youtube.com/watch?v=UaaRPjzK3OY

von 0815 (Gast)


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PCGH schrieb:
> Zu dem Thema gabs mat ein Youtube Video

Bei den Prozessoren ist die Kühlfläche sehr groß im Vergleich zur 
erzeugten Leistung. Daher würde so ziemlich alles Pastöse funktionieren. 
Allerdings muss man drauf achten, daß das Zeugs nicht austrocknen kann, 
weil sonst bei der kleinsten Erschütterung die Verbindung komplett 
verloren geht. Insofern ist das Video grundsätzlich eher ein Witz.
Im Test könnte der Ketchup deshalb am besten gewesen sein, weil er als 
einziges viel Wasser enthält, das verdunstet ist. Und/oder, weil er die 
geringste Viskosität hatte. Und/oder, weil die Partikelgröße am 
kleinsten war, so daß beide Kontaktflächen näher aneinander kommen 
konnten.
Interessant ist aber schon, daß auch dort eine dieser "Hightech"-Pasten 
schlecht abschneidet. Deckt sich genau mit meinen kurzen Tests...



Ein Problem der Leitkleber könnte sein, daß diese normalerweise bei 20° 
verarbeitet werden, und abbinden. Dabei sind sie aber sehr pastös, und 
man bekommt sie praktisch kaum zwischen Halbleiter und Kühlk. 
herausgepresst. Bedeutet vermutlich unnötigen Abstand zwischen den 
Flächen, und das ändert sich beim Betrieb auch nicht mehr.
Auch der Anteil an Keramiken dürfte deutlich geringer sein als bei 
Pasten, weil der Hauptbestandteil natürlich ein Kleber bleiben muss...

von Lothar S. (loeti)


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von F. F. (foldi)


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Danke für deine Ausführungen dazu!

Dann liege ich, mir war das schon rein gefühlsmäßig so, richtig mit dem 
Sekundenkleber.
Ich glaube ich werde das demnächst mal mit einem LM317 und Kühlkörpern 
mit verschiedenen Mitteln versuchen. Allein diese Isolierfolien aus 
Silikon für solche IC's sind teilweise so dick, da muss der 
Sekundenkleber schon aufgrund des viel dünneren Films viel besser die 
Wärme leiten.

In meinem Fall ging es mir hauptsächlich um das Befestigen der Led's an 
den Kühlkörper (war so ein CPU-Kühler aus dem Schrott), ohne da bohren 
zu müssen.
Wie gesagt, sie kleben immer noch (seit einem halben Jahr ungefähr) und 
kaputt ist auch noch keine.

War jetzt eine wenig am Rande vom Thema und ich gebe das Thema nun 
wieder zurück zum Ursprung.
Nochmals vielen Dank für deine Ausführungen, 0815.

von 0815 (Gast)


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F. Fo schrieb:
> Allein diese Isolierfolien aus
> Silikon für solche IC's sind teilweise so dick, da muss der
> Sekundenkleber schon aufgrund des viel dünneren Films viel besser die
> Wärme leiten.

Isolierscheiben sind natürlich noch wieder ne ganz andere Sache. Da gilt 
zuerst mal: so dünn wie nur irgend möglich.
Keramikscheiben sind eigentlich ideal leitfähig, aber die gibt's 
normalerweise nur so von 1-3mm.....10 bis 50µm wären aber weit besser, 
und ggf. ziemlich sicher das Optimum zur isolierten Montage.

F. Fo schrieb:
> In meinem Fall ging es mir hauptsächlich um das Befestigen der Led's an
> den Kühlkörper

Aufgrund der bei LEDs eigentlich immer hohen Fläche im Vergleich zur 
Leistung ist das echt kein Problem. Habe ich auch schon gemacht, sogar 
bei Leistungshalbleitern, wenn nicht so viel abzuführen war, und es 
schnell gehen sollte.

von K-H J (Gast)


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Danke erst mal für die Hinweise.

Zum Silikon: Sanitärsilikon bis 150°C ? Ist dieser auch elektrisch 
nichtleitend ?

Ich denke ein 2 Komponenten Wärmeleitkleber sollte ich eher nehmen als 
einen Einkomponentenkleber oder ?

Danke im voraus

K-H

von Ulrich H. (lurchi)


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Hilfreicher als ein Wärmeleitender Kleber wäre hier eher ein Kontakt zu 
den kleinen Metallfanen an den FETs.

Ein mechanisch zu fester Kontakt könnte auch ein Problem werden - ggf. 
besser nur an einem der FETs ankleben, und an den andern Wärmeleitpaste.

von Schreiber (Gast)


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Ulrich H. schrieb:
> Hilfreicher als ein Wärmeleitender Kleber wäre hier eher ein Kontakt zu
> den kleinen Metallfanen an den FETs.

Treffer. Dafür gibts extra Platinen mit Aluminiumkern.
Wenn das immer noch nicht reicht, dann kann man auf die Unterseite(!) 
der Platine einen Kühlkörper kleben/schrauben

von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Hallo,

K-H J schrieb:
> Zum Silikon: Sanitärsilikon bis 150°C ? Ist dieser auch elektrisch
> nichtleitend ?

Temperatur ist natürlich kein Problem. Die andere Frage ist, wie sich 
solche Mythen bilden können, wie der, Sanitärsilikon habe eine hohe 
Wärmeleitfähigkeit oder sei überhaupt auch nur ein Kleber.

Naja, oben hier im Faden hielt ja auch schon jemand Wärmeleitkleber für 
Betrug, weil sie kleben, was Sekundenkleber auch tun, also müssten 
Wärmeleitkleber ja das selbe sein wie Sekundenkleber. Oh Gott!

Also: Acetatvernetzendes Silikon hat eine Wärmeleitfähigkeit von 0.15 
bis 0.25 W/K/m. Das ist sehr schlecht.

Acetatvernetzendes Silikon greift außerdem den Kühlkörper an und eignet 
sich daher nicht zum kleben von Kühlkörpern.

Acetatvernetzendes Silikon sollte ungefähr halb so dick wie breit 
aufgetragen werden, ist also für diesen Klebefall komplett ungeeignet, 
es wird im Laufe der Zeit abgeschert.

Viele Grüße
 Timm

P.S.: Den anderen Anmerkungen würde ich zustimmen: Lieber nicht alle 
verkleben, Wärme eher nach unten ableiten, etc.

Mit deiner Konstruktion erzeugst du ganz schön Spannung (mechanische), 
glaube nicht, dass das ideal ist.

: Bearbeitet durch User
von F. F. (foldi)


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Timm Reinisch schrieb:
> Naja, oben hier im Faden hielt ja auch schon jemand Wärmeleitkleber für
> Betrug, weil sie kleben, was Sekundenkleber auch tun, also müssten
> Wärmeleitkleber ja das selbe sein wie Sekundenkleber. Oh Gott!


Das habe ich nicht behauptet, sondern eher die Frage in dem Raum 
gestellt, ob evtl. die gleiche Zusammensetzung bei diesen Produkten 
vorliegen könnte.

Ganz einfaches Beispiel:
Letztens brauchte ich Kabel für einen Lautsprecher.
Im Baumarkt war ich dann bei den Kabeln. Das Kabel bei den üblichen 
Kabeln war deutlich teuer als das Lautsprecherkabel. Es waren aber 
völlig identische Kabel.
Ich bin eigentlich immer in produzierenden Betrieben unterwegs und sehe 
auch dort, dass ein und das selbe Produkt in verschiedenen Verpackungen 
landet.
Da darf doch die Frage erlaubt sein, ob es sich evtl. um gleiches 
Material handelt, ober?

von egal (Gast)


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F. Fo schrieb:

> ... Annahme war dabei, der Kleber macht nur eine sehr dünne Schicht
> und da im Grunde jedes Material leitet, probierte ich das ...

2K Epoxidkleber koennen meist auch dauerhaft bis um die 100Grad ab.

von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Hallo,

F. Fo schrieb:
> Das habe ich nicht behauptet, sondern eher die Frage in dem Raum
> gestellt, ob evtl. die gleiche Zusammensetzung bei diesen Produkten
> vorliegen könnte.

ok, sorry.

Wärmeleitkleber sind häufig auf Epoxid formuliert, weil es kompatibel 
mit verschiedenen geeigneten Füllmaterialien ist, gute 
Alterungsbeständigkeit bei Stress aufweist auch gefüllt gut verarbeitbar 
bleibt und selbst schon eine nicht ganz so schlimme Wärmeleitfähigkeit 
aufweist (So um die 0.3 W/K/m)

Cyanacrylat hat eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit, ist nicht 
kompatibel mit den meisten Füllern, ist gefüllt oft sehr schlecht zu 
verarbeiten und weist deutlich schlechteres Alterungsverhalten bei hoher 
Temperatur und mechanischer Belastung auf. Viskose, temperaturbeständige 
Cyanacrylate sind dann auch nicht mehr billiger als die Epoxide. 
Zusätzlich lassen sie sich dann aber sehr schlecht lagern und haben 
schlechte mechanische Eigenschaften, wenn sie gefüllt sind. Aufwändige 
und kostspielige Spezialitäten mal außen vor.

Viele Grüße!
 Timm

von F. F. (foldi)


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Timm, Chemie scheint dir aber Spaß zu machen! :-)

Gott sei Dank habe ich da meine Apothekerin für. Diese komische 
"Weltraumsprache", so sehen die Formeln für mich aus, will ich erst gar 
nicht verstehen.
Den Sekundenkleber würde ich in solch einem Fall immer wieder nehmen, da 
ja hier erprobt, aber ich hatte mir auch jetzt mal eine Tube 
Wärmeleitpaste mit bestellt (sollte ich eigentlich kiloweise im 
Kundendienstwagen haben) und sehe auch einen Sinn in den dafür 
entwickelten Sachen.
Trotzdem, wenn man was anderes weiß und das deutlich günstiger ist, dann 
kann man das doch nehmen.
Mit dem "Nagellackhärtungsgerät" (Tussibelichter) für 13 Euro bin ich 
doch auch gut gefahren zum Belichten.

von soso (Gast)


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Ich nehm für alles den Arctic Cooling Silberkleber. Der behält eine 
Restelastizität, leitet sehr gut, klebt wie Sau und lässt sich gut 
anwenden. Kann ich nur empfehlen!

von F. F. (foldi)


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Hat eigentlich schon mal jemand Kupferpaste probiert?

von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Hallo,

die, die ich hier habe, ist elektrisch leitend, das würde den Einsatz uU 
etwas einschränken. Andererseits: Da sie elektrisch leitend ist und das 
natürlich nicht von der enthaltenen Seife oder dem Weißöl kommt, dürfte 
klar sein, dass sie eine extrem gute thermische Leitfähigkeit haben 
muss!

Natürlich kein „Klebstoff“, eigentlich geht es ja hier um Kleber.

Klar, bei 100 °C wird sich irgendwann das Öl verdünnisiert haben, die 
Seife eher nicht. Tragisch dürfte das nicht sein.

Da Kupferpaste Schichtdicken im sub-µm Bereich ermöglicht, dürfte auch 
das kein Problem sein.

Wichtig wäre aber definitiv eine gute, gleichmäßige, feste Pressung, 
denn die Paste füllt zwar, schrumpft aber beim Altern wahrscheinlich 
merklich an Stellen, wo sie nicht unter Druck steht. Und wie gesagt: 
Kein Klebstoff!

Just my 0.02 €

Viele Grüße!
 Timm

: Bearbeitet durch User
von Moritz A. (moritz_a)


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Timm Reinisch schrieb:
> Da sie elektrisch leitend ist und das
> natürlich nicht von der enthaltenen Seife oder dem Weißöl kommt, dürfte
> klar sein, dass sie eine extrem gute thermische Leitfähigkeit haben
> muss!

Da bist du aber einem Irrtum aufgesessen.

von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Hallo,

Moritz A. schrieb:

> Da bist du aber einem Irrtum aufgesessen.

ja und wie wäre es dann mit einem Beleg oder einem Argument? Oder soll 
das ein Wettbrüllen werden?

Viele Grüße!
 Timm

von Crazy Harry (crazy_h)


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Ich hab heute einen Versuch gemacht: 40g Epoxydharz, 20g Härter und 140g 
Alupulver (Korngrösse <160um) und damit eine 11mm dicke Platte gegossen, 
eine 10W-LED drauf geschraubt und Netzteil an :D
Nach kürzester Zeit war die Rückseite der Platte auf 75°C. Das Teil 
leitet also mehr oder weniger gut Wärme. Ich überlege mir mir mal wie 
man das besser beurteilen (messen) könnte. Außerdem möchte ich den 
Aluanteil noch erhöhen.

von Moritz A. (moritz_a)


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Timm Reinisch schrieb:
> ja und wie wäre es dann mit einem Beleg oder einem Argument? Oder soll
> das ein Wettbrüllen werden?

Du hast mit den unbelegten Behauptungen angefangen, konkret dass die 
elektrische Leitfähigkeit mit der der Temperatur etwas zu tun hätte.

Aber bitte:
http://www.ceramtec.de/werkstoffe/aluminiumnitrid/
Sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (>200 W/mK)
Hohes elektrisches Isolationsvermögen (>1.1012Ωcm)

https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitf%C3%A4higkeit
Stahl unlegiert  48…58 W/mK
aber (ohne Beleg! Böse!) deutlich bessere elektr. Leitfähigkeit als 
obige Keramik.

: Bearbeitet durch User
von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Moritz A. schrieb:

> Du hast mit den unbelegten Behauptungen angefangen, konkret dass die
> elektrische Leitfähigkeit mit der der Temperatur etwas zu tun hätte.

Naja, das hat sie ja nun trivial, aber die Temperaturabhängigkeit der 
elektrischen Leitfähigkeit ist hier gar nicht Thema.

Ich habe konkret von der Kupferpaste gesprochen! Weder vom Restaurant am 
Ende der Galaxis, noch von einem Vergleich Keramik / Stahl, oder 
sonstwas.

Und warum? Weil sich die Kupferpartikel offensichtlich berühren, sonst 
wäre die Paste nicht leitfähig.

Das Argument lautet: Kupferpaste ist leitfähig, also berühren sich die 
Kupferpartikel in der Paste.
Kupfer hat gute Wärmeleit-Eigenschaften, also müsste auch die Paste gute 
Wärmeleiteigenschaften haben.


Grüße

 Timm

von Crazy Harry (crazy_h)


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Eigentlich hat Wärmeleitpaste nur einen Sinn und Zweck: Die schlecht 
leitende Luft auszuschliessen, d.h. feinste Unebenheiten und Risse zu 
füllen und so einen besseren thermischen Kontakt herzustellen. Deshalb 
funktioniert das mit nahezu jeder Paste .... auch Ketchup.

von Ich (Gast)


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Crazy H. schrieb:
> Eigentlich hat Wärmeleitpaste nur einen Sinn und Zweck: Die schlecht
> leitende Luft auszuschliessen, d.h. feinste Unebenheiten und Risse zu
> füllen und so einen besseren thermischen Kontakt herzustellen. Deshalb
> funktioniert das mit nahezu jeder Paste .... auch Ketchup.
So in etwa. Der fundamentale Unterschied zwischen Wärmeleitpaste und 
Wärmeleitklebstoff:
Für die Paste hat mein Vorredner das korrekt beschrieben. Man kann 
höchstens noch Graphitpulver beimengen, das hilft schon. Unterschiede 
gibt es bei der maximalen Temperatur (Eintrocknen etc.). Ansonsten geht 
man bei Paste davon aus, dass sich die idealerweise geschliffenen 
Oberflächen zu mehr als 50% der Fläche direkt berühren. Permanenter 
Anpressdruck ist zwingend erforderlich.

Beim Klebstoff sollte der Spalt min. 10-20 µm dick sein, bzw. je nach 
Rauheit / Ebenheit der Fläche auch größer. Da spielt die 
Wärmeleitfähigkeit dann schon eine große Rolle. Wenn es elektrisch 
leitfähig sein darf, kommt meist Silber als Füllstoff zum Einsatz. 
Isolierende Varianten sind mit Al2O3-Keramik oder dem oben schon 
verlinkten Aluminiumnitrid gefüllt.

Für die Anwendung im ersten Post kommt m.E. nur Klebstoff in Frage, weil 
die Montagetoleranzen (Höhe, Verkippung) der Bauelemente ausgeglichen 
werden müssen.
Als Privatbastler nehme ich gern das hier: 
https://www.reichelt.de/?ARTICLE=38063

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