Hogyan válasszunk hővezető anyagot?

A hűtendő komponensünk számára a megfelelő hővezető anyag kiválasztása nem egyszerű feladat. Meg kell találnunk előszőr a felhasználásunkhoz legideálisabb hővezető anyag kategóriát (paszta, fólia, gap pad…) és másodsorban a kategórián belül megfelelő paraméterekkel rendelkező típust. Az alábbi szempont rendszeren végig haladva segíthet nekünk a megfelelő anyag kiválasztásában.

Termikus szempontok

Mi a hűtendő komponenes teljesítménye? [W]
Mekkora a keletkező hőmérséklet és mik a hőmérsékleti csúcsok?
- Az elektronikai alkatrész milyen üzemi hőmérsékletet ér el, illetve vannak-e rövid ideig jelentkező, magas hőmérsékletű csúcsok
Mennyi hőt kell elvezetni?
- A komponens által folyamatosan és időszakosan termelt hő mennyisége, amelyet a hővezető anyagnak át kell vinnie a hűtőfelületre.
Mennyi a komponensek hőellenállása?
- Az adott komponensek milyen mértékben akadályozzák a hő áramlását.

Egy hővezető anyag termikus hatékonyságát a hővezetőképessége (W/m·K) határozza meg.

Elektronikai szempontok

Feszültség (kV)
- A szigetelőanyagnak mekkora feszültséget kell elviselnie tönkremenetel nélkül.
Kúszóáramállóság (CTI-érték)
- A CTI (Comparative Tracking Index) azt mutatja, hogy az anyag mennyire áll ellen a felületén kialakuló kúszóáramnak. Minél magasabb a CTI, annál jobb az elektromos szigetelés.
Dielektromos állandó (εr)
- Az anyag elektromos szigetelő tulajdonságát és a kapacitásra gyakorolt hatását jelzi. Fontos nagyfrekvenciás vagy érzékeny elektronikai alkalmazásoknál.
Szükséges-e két rétegű anyag?
- A megfelelő elektromos szigetelés érdekében kell-e két külön szigetelőréteg (például duplázott pad, külön szigetelőfólia, vagy kétoldali bevonat)

Egy hővezető, ugyanakkor elektromosan szigetelő anyag elektromos szigetelőképességét a dielektromos szilárdság határozza meg.

Mechanikai szempontok

Hézagméret és gyártási tűrések
- Mekkora légrést / hézagot kell a hővezető anyagnak áthidalnia két felület között, illetve milyen méret- és szerelési tűrések fordulnak elő (pl. alkatrészmagasság, síklapúság).
  Ez meghatározza, hogy paszta, gap pad, folyékony gap filler vagy formázott anyag szükséges-e.
Felületi érdesség (Rz érték)
Szorítóerő / felületi nyomás
- Mekkora mechanikai erővel préselődik össze az anyag beépítéskor, illetve mekkora nyomást bír el az elektronikai alkatrész károsodás nélkül.
  Ez különösen fontos érzékeny chipek, BGA-k, kerámia tokok esetén.
Rezgésterhelés mértéke
- Az alkalmazás során milyen mechanikai vibrációknak van kitéve a rendszer (pl. járműipar, ipari gépek). A kiválasztott anyag képes-e elnyelni a rezgéseket, ezzel védve a komponenseket.
Maradó alakváltozás
- A megfelelő elektromos szigetelés érdekében kell-e két külön szigetelőréteg (például duplázott pad, külön szigetelőfólia, vagy kétoldali bevonat)

A hővezető anyagok mechanikai szempontjai: vastagság, keménység, húzószilárdság és akár potenciális erősítés (például üvegszállal).

Felhasználási szempontok

Szükséges-e ragasztó felület?
- A kínálatban szerepelnek konkrét hővezető ragasztó és ragasztó szalagok, de a hővezető fóliák és gap pad-ek is kérhetőek ragasztós felülettel.
Gyártási volument / darabszám
Szerelési követelmények, automatizálhatóság
Rögzítési / szerelési mód (csavar, bilincs stb.)

A felhasználási szempontok határozzák meg, hogy a hővezető anyagnak hogyan és milyen gyártási környezethez kell alkalmazkodnia, illetve illeszkednie a szerelési folyamathoz.

Környezeti szempontok

Szükséges-e UL minősítés / tanúsítvány?
- Az alkalmazás megköveteli-e az UL (Underwriters Laboratories) szerinti minősítést.
Alkalmazási / üzemi hőmérséklet
- Az a hőmérséklet-tartomány, amelyben az anyagnak hosszú távon stabilan kell működnie és nem szabad elveszítenie hővezető, mechanikai vagy elektromos tulajdonságait.
Veszélyes anyagokkal (pl. olajokkal) való érintkezés kockázata
- A hővezető anyag érintkezhet-e olajjal, zsírral, vegyszerekkel vagy tisztítószerekkel, amik károsíthatják (duzzadás, lágyulás, bomlás).
Hulladékkezelés és megfelelőség (MSDS, REACH, RoHS)