Thermisches Interface

Mythen und Legenden über Wärmeleitmaterialien

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Die Sage von der Glasscheibe ist eher fragwürdig

Ein häufig wiederkehrender Versuch besteht darin, ein beschichtetes Modul auf einer Glasplatte zu montieren und zu beobachten, wie sich ein Wärmeleitmaterial nach der Montage bewegt und wie es sich im Aufbau verteilt.

Was auf den ersten Blick wie eine gute Idee erscheinen mag, ist bei genauer Betrachtung allerdings äußerst fragwürdig, da dieser Beobachtung kein Kenntnisgewinn über eine thermische Qualität folgen kann.

Eine Glasscheibe weist in der Regel keine mikroskopische Oberflächenstruktur auf wie es plangefräste Kühlkörper tun. Genau diese Strukturen begünstigen aber das Fließen der meist zähflüssigen pastösen Materialien, die an der Glasplatte gemachte Aussage über Fließverhalten ist also zweifelhaft.

Montiert man statt des Moduls eine mit Wärmeleitpaste bedruckte Glasplatte auf einen Kühlkörper so verfügt dieser zwar über die mikroskopische Struktur, der Glasplatte fehlen aber die Kavitäten die einem Halbleitermodul eigen sind. Auch in dieser Konfiguration entsteht keine belastbare Aussage zum Fließverhalten der Wärmeleitmedien. Bild 3 zeigt einen solchen Aufbau.

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Im Bild 3 ist gut zu erkennen, dass die Glasplatte wegen ihrer ebenen Form bereits im kalten Zustand sehr homogen Druck ausübt. Dieses Verhalten unterscheidet sich deutlich von dem, das Halbleitermodule an den Tag legen. Bereits im kalten Montagezustand entsteht so ein falscher Eindruck, der bei Einfluss durch Temperatur in seiner Aussagekraft noch fragwürdiger wird.

Die Bodenplatten großvolumiger Halbleiter in Modulbauform arbeiten unter Wärmeeinwirkung aufgrund der bimetallartigen inneren Struktur; dabei nähert sich die Bodenplatte im heißen Zustand dem Kühlkörper und übt eine erhebliche Kraft auf das Wärmeleitmedium aus.

Ein Erwärmen des auf eine Glasscheibe montierten Moduls verbietet sich aber, da die Glasscheibe dem thermischen und mechanischen Stress nicht gewachsen ist und beim Versuch zerstört würde.

Somit ist das Beobachten des sich in der Applikation einstellenden Verhaltens unmöglich, der gesamte Versuch ist wegen seiner Aussagelosigkeit in der Praxis nicht zielführend.

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