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?
Simpel schrieb: > Silikonpads > Gibt es irgendwelche Alternativen mit besserer Wärmeleitfähigkeit und > vergleichbarer Durchschlagsfestigkeit? Berylliumoxid. Dürfte aufgrund seiner Giftigkeit aber nur schwer erhältlich sein.
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)
Lass den fertig bearbeiteten KK mit >100µm harteloxieren. Kratzer sind dann allerdings zu vermeiden :) Arno
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.
@ 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.
@Steffen (Gast)
>oder Bauteile im TO247 AC Gehäuse nehmen.
Schon mal den Wärmewiderstand t_JC dieser Gehäuse betrachtet?
Es gibt Glimmer-pads. Ansonsten währe ein Diamant-pad warscheinlich am besten dafür geienet.
Falk B. schrieb: > Wärmewiderstand t_JC dieser Gehäuse betrachtet naja immer noch weniger wie mit Silikonpad
@ Steffen (Gast) >> Wärmewiderstand t_JC dieser Gehäuse betrachtet >naja immer noch weniger wie mit Silikonpad Beleg?
Falk B. schrieb: > 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.
@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!
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...
Arno H. schrieb: > Lass den fertig bearbeiteten KK mit >100µm harteloxieren. > Kratzer sind dann allerdings zu vermeiden :) > > Arno 100um ohne Sprünge mit einem Standardeloxalverfahren ? Als gelernter Galvaniseur behaupe ich mal: unmöglich.
Kapton geht in dieselbe richtung. Zudem besteht die Möglichkeit, das Bauelement auf eine unisolierte adapterplatte zu schrauben, um die schlecht wärmeleitende übergangsfläche mit isolierender folie zu vergrößern.
@Flip Ja, daran hab ich auch gedacht. Wäre halt ein gewisser mechanischer Mehraufwand und in Fertiggeräten mangels verfügbarem Platangebot nicht immer als thermischer TuneUp realisierbar.
Laut Fischer sind Aluminiumoxid Isolierscheiben etwas besser als Glimmer http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/en_GB/heatsinks/E01.06/Aluminium%20oxide%20wafers/PR/AOS220_/index.xhtml Gruß Anja
Crazy H. schrieb: > 100um ohne Sprünge mit einem Standardeloxalverfahren ? Als gelernter > Galvaniseur behaupte ich mal: unmöglich. Ob Harteloxieren noch ein Standardverfahren ist, weiß ich nicht. Hier wird materialabhängig bis 200µm angeboten: http://www.hartanodic.de/cms/front_content.php?idcat=13&lang=1 Arno
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.
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
@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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