Optimierung des Kontaktwärmeüberganges eines Bauteils der Leistungselektronik mittels GAP FILLER
In der Leistungselektronik spielt die Größe des Bauteils und die zu übertragende Leistung eine große Rolle. Die Formänderung der elektrischen Energie (Stromträger, Spannung, Frequenz, Wellenform) führt zu Verlusten, die in Wärme umgewandelt werden. Die Unebenheit der Kontaktfläche zwischen Gehäuse und Boden bzw. Kühlkörper kann zu Problemen führen. Es entstehen Lufteinschlüsse, die letztlich den Wärmefluss zur Wärmesenke erheblich verringern.
Ziel dieses Projektes war es, die durch die elektrischen Verluste entstehende Wärme mittels effizienter Wärmeübertragung für ein Elektrisches-Bauteil optimal von einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke (z.B. Kühler) abzuführen. Dazu wurden sowohl Wärmeleitmatten als auch Wärmeleitpasten mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten und Dicken für die effiziente Wärmeübertragung untersucht. Dabei wurden u.a. die Kriterien wie Bauteilbefestigung auf der Wärmesenke, Dicke des vorgesehenen Wärmeübertragers und die Oberflächenrauheit berücksichtigt und daraus die optimale Kombination ermittelt. Als Beispiel gilt, je dicker das Material wird, umso stärker steigt der thermische Widerstand (Rth= S/(λ.A)) und somit verringert sich der abgeführte Wärmestrom Q = ΔT / Rth.