Hybridprodukte
Durch den Trend im Automotive auf eine 800 V Architektur, statt vorher 400 V zu setzen, ergeben sich vor allem im Bereich der elektrischen Isolationsfestigkeit neue Herausforderungen. Aus Sicherheitsgründen wird z.B. ein 2-lagiger Aufbau des TIMs gefordert, um die elektrische Isolation auch im Falle von z.B. Verunreinigungen durch metallische Partikel, oder Lufteinschlüssen sicher zu gewährleisten. Für den 2-lagigen Aufbau gibt es verschieden Ansätze, oftmals werden Produkte aus der TIM- und Keramik Gruppe miteinander verbunden
Was sind Hybridprodukte?
eine Erklärung
Grundlegend lassen sich die Hybridprodukte in 2 Unterkategorien, nämlich Hybridfolie und Hybridkeramik unterscheiden.
Unter Hybridfolien fallen alle Produkte, die aus mindestens 2 TIMs bestehen. Dazu zählen formschlüssige Verbunde wie z.B. die 86/128 oder 86/228 (Kombination aus Gap Pad und Wärmeleitfolie) oder auch die Kombination aus Wärmeleitfolie und Gap Filler Liquid.
Die Hybridkeramik umfasst alle Baugruppen, die als Trägersubstrat Keramik (verschiedene Materialkompositionen und Schichtstärken) enthält und in der Regel beidseitig mit einem TIM beschichtet wird (Paste, PCM, oder Gap Filler).
Die Kombination aus dem formschlüssigen Verbund aus Keramik und Wärmeleitfolie ist noch neu auf dem Markt und trägt den Namen DUALTHERM.
Der neue Ansatz besteht darin, die Keramik doppelseitig mit einer „Wärmeleitfolie“ zu beschichten. Das Beschichten der Keramik mit einer wärmeleitfähigen Suspension erfolgt durch ein spezielles Verfahren direkt bei KERAFOL®. Nach dem Auftragen der Suspension wird die beschichtete Keramik getrocknet, wodurch die zuvor noch viskose wärmeleitfähige Masse vernetzt und eine ultradünne Schicht (bis zu 50 µm) bildet. Durch die Hybridstruktur entfällt der sonst notwendige Auftragungsprozess (z.B. Siebdruck oder Dispensen) einer Wärmeleitpaste/Gap Filler beim Kunden. Durch die Vernetzung der Suspension auf der Keramik Oberfläche entsteht eine luftfreie Verbindung, der thermische Widerstand ist dadurch deutlich geringer im Vergleich zu einem nachträglichen Fügen von Folie und Keramik.
Key Facts
zu den Hybridprodukten von Kerafol®
- Verschiedene Kombinationsmöglichkeiten verfügbar
- Hoch elektrisch isolierend
- Geringer thermische Widerstand
- DualTherm als komplett neuer Lösungsansatz
- Passende Antwort auf steigende Anforderungen im Leistungselektronikbereich
Wie werden die Hybridprodukte appliziert?
Applikation
Hybridprodukte sind in verschiedenen Größen und Ausführungen verfügbar. Sowohl der Siebdruckprozess, die Beschichtung der DualTherm Keramik, als auch der Laserzuschnitt erfolgt durch innovative Prozesstechnik von KERAFOL®.
Vorteile
der Hybridprodukte von Kerafol®
- Durch den geschickten Schichtaufbau erreicht die Hybridkeramik einen minimalen RTH
- Durch die mindestens 2 Lagen erreicht die Hybridfolie eine hohe und zuverlässige elektrische Isolation
- Durch die unterschiedlichen Grundbausteine (Träger, TIMs) gibt es viele Kombinationsmöglichkeiten, je nach Kundenforderung
- DUALTHERM: Sowohl die hier flexible Keramik als auch die direkt darauf aufgebrachte Wärmeleitschicht sind im Verbund sehr robust und stabil
Abgrenzung
zu anderen Produkten
Die Anforderungen im Bereich der Leistungselektronik sind sehr komplex und auch individuell. Daher ist eine pauschale Aussage nicht möglich, welche TIM-Gruppe verwendet werden soll, da dies von vielen Faktoren abhängt.
Die Hybridkeramik, also die Kombination einer ultradünnen beidseitig beschichteten Keramik, stellt dabei einen weiteren Lösungsweg dar. Durch den mehrlagigen, aber sehr dünnen Aufbau werden sowohl die Wärmeableitung, elektrische Isolation sowie die mechanische Stabilität optimiert. Konzepte wie DUALTHERM können darüber hinaus die Komplexität in der Prozesstechnik beim Kunden reduzieren und stellen ein sehr robustes und zuverlässiges System dar.
Hybridmaterialien erscheinen auf den ersten Blick aufwändiger, dennoch werden sie durch die steigenden Anforderungen an die Isolationsfestigkeit eine zunehmend wichtigere Rolle spielen, vor allem wenn ohnehin ein 2-lagiger Aufbau normativ erforderlich ist.
Übersicht
Hybridprodukte von Kerafol®
Anwendungen
von Hybridprodukten
- In vielen Anwendungen der Leistungselektronik sowie viele weitere elektronische Baugruppen
- Batterien, Stromschienen
- Bei hohen Bauteiltoleranzen / großen Spaltmaßen