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Thermische Interface-Materialien auf einen Blick

SEMIKRON war der erste Hersteller auf dem Markt, der Leistungsmodule mit voraufgetragenen Wärmeleitpasten angeboten hat. Mit mehr als zwei Jahrzehnten Erfahrung in diesem Bereich und mehr als 15 Millionen vorbedruckten Modulen im Feld, wurden neue Maßstäbe in puncto Zuverlässigkeit und Prozesssicherheit in der Montage gesetzt.

Unterschiedliche Anwendungsbedingungen, Umgebungsverhältnisse und Produktionsprozesse erfordern ein breites Spektrum an Wärmeleitmaterialien.

SEMIKRON bietet für jede Anforderung die richtige Materialauswahl. Neben der standardmäßigen, silikonbasierten Wärmeleitpaste sind auch Phase-Change-Materialien und eine Hochleistungs-Wärmeleitpaste mit verbesserter Wärmeleitung erhältlich.

Entsprechend der gegebenen Kundenanforderungen an Handhabung und Modulleistung sowie je nach Modultyp wird entweder eine Wärmeleitpaste oder ein Phase-Change-Material empfohlen.

Die deutlichen Vorteile von Phase-Change-Material durch die feste und nicht verwischbare Konsistenz bei Raumtemperatur können nur bei Modulen mit Bodenplatte ohne weitere Nachteile voll ausgeschöpft werden. Modultechnologien ohne Bodenplatte benötigen hingegen ein Material mit geringerer Viskosität, damit die erforderliche Robustheit während der Montage gewährleistet bleibt. Hier sind Wärmeleitpasten die bevorzugte Lösung.

Vorteile bei Modulen durch den automatisierten Sieb- und Schablonendruck bei SEMIKRON:

  • Erhöhte Produktivität durch geringere Bearbeitungskosten und Logistik
  • Optimierter thermischer Widerstand mit einer präzisen TIMSchichtdicke
  • Verbesserte Lebensdauer und Zuverlässigkeit
  • Verbesserte Robustheit bei der Montage
  • Keine zusätzlichen Fertigungsschritte zwischen Logistik und Montage
  • Geringere Gesamtkosten
Wärmeleitmaterialien für Module mit und ohne Bodenplatte

Hochleistungs-Wärmeleitpaste

Hervorragende thermische Performance und Lebensdauerverlängerung

Hervorragende thermische Performance und Verlängerung der Lebensdauer

Hochleistungs-Wärmeleitpaste ist die neue SEMIKRON Lösung, um die Leistung von Modulen ohne Bodenplatte deutlich zu steigern. Bei der Wärmeleitpaste handelt es sich um eine silikonbasierte Wärmeleitpaste mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit. Durch den Einsatz dieser neuen Hochleistungs-Wärmeleitpaste anstelle von Standard-Wärmeleitpaste kann die Lebenszeit der Module aufgrund niedrigerer Chiptemperatur erhöht oder der Ausgangsstrom in den entsprechenden Anwendungen merklich gesteigert werden. Es ist auch möglich, die beiden Vorteile – längere Lebensdauer und erhöhter Ausgangsstrom – miteinander zu kombinieren.

Ein auf jeden Modultyp abgestimmtes Drucklayout sorgt für hohe Prozesssicherheit bei der Montage und gewährleistet den gleichen Montageprozess, unabhängig von der verwendeten Wärmeleitpaste.

Hauptmerkmale der Wärmeleitpaste

  • Hervorragende thermische Performance
  • Um bis zu 50 % reduzierter thermischer Widerstand von Chip-zu-Kühlkörper im Vergleich zu Standard-Wärmeleitpaste
  • Um bis zu 25 % mehr Modulleistung oder Verlängerung der Lebensdauerum mehrere Jahrzehnte
  • Reduzierte Fertigungsprozesse und geringere Materialkosten
  • Keine Notwendigkeit von teuren Keramik-Substraten wie Aluminiumnitrid
  • Hervorragende Montagesicherheit für Module ohne Bodenplatte
  • Bewährte Langzeitzuverlässigkeit ohne Pump-Out des Wärmeleitmaterials

      Phase-Change-Material

      Verformung der Bodenplatte bei SEMiX Press-Fit

      Einfacher zu handhaben durch trockene Kontaktflächen

      Die feste und trockene TIM-Schicht sorgt dafür, dass unbeabsichtigte Berührungen nicht zu einer Beschädigung des Druckmusters führen. Für jeden Modultyp wurde ein optimiertes Druckmuster entsprechend der gewollten Verformung der Bodenplatte entwickelt.

      Diese Druckmuster sorgt für einen direkten Kontakt der metallischen Flächen in den ausgewählten Bereichen der Bodenplatte und dem Kühlkörper. Dabei werden nur die Hohlräume (Verformung sowie Rauigkeit des Kühlkörpers) mit Wärmeleitmaterial gefüllt. Dieser Ansatz bietet zwei wesentliche Vorteile:

      • Optimierter thermischer Widerstand Rth(j-s)
      • Kein Nachziehen der Schrauben nach dem ersten Betrieb

      Hauptmerkmale des Phase-Change-Material

      • Einfache Handhabung durch trockene Kontaktflächen, kein Verschmieren der Schicht
      • Optimierte Schichtdicke für den niedrigsten thermischen Widerstand
      • Kein Nachziehen der Schrauben nach dem ersten Betrieb
      • Um bis zu 15 % reduzierter thermischer Widerstand von Chip-zu-Kühlkörper im Vergleich zu Standard-Wärmeleitpaste

      Thermische Interface-Materialien

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      WärmeleitpastePhase-Change-Material
      ModulfamilieSilikonbasisierte Standard-WärmeleitpasteHochleistungs-Wärmeleitpaste, HPTP (silikonbasiert)
      MiniSKiiP Gen. II 0-3XX-
      MiniSKiiP 8XX-
      MiniSKiiP 2/3 DualXX-
      SKiM 63/93XX-
      SKiM 4XX-
      SKiM 5-X-
      SEMITOP 3/4XX-
      SEMITOP E2-XX
      SEMiX 1s-4s--X
      SEMiX 13--X
      SEMiX 33--X
      SEMiX 3 Press-Fit--X
      SEMiX 5--X
      SEMiX 6--X
      SEMITRANS 2/3/4--X
      SEMITRANS 10--X
      SEMIPACK 2--X