In den Bereichen Hochleistungsrechnen, Gaming-Hardware und industrielle Stromversorgung sind thermische Silikonpads die „stillen Helden“, die einen stabilen Systembetrieb gewährleisten. Auch wenn der teuerste Kühlkörper von der Größe her winzig klein ist, versagt er bei Wahl des falschen Typs.
Was sind Thermo-Silikonpads?
Bei thermischen Silikonpads handelt es sich um Lückenfüllmaterialien, die durch ein spezielles Verfahren synthetisiert werden. Dabei wird organisches Silikon als Basismaterial verwendet und mit wärmeleitenden Partikeln wie Metalloxiden (z. B. Aluminiumoxid, Magnesiumoxid) gefüllt.
Wesentliche physikalische Eigenschaften:
Flexibilität und Komprimierbarkeit:
Kann mikroskopisch kleine Luftspalte zwischen zwei unebenen Oberflächen füllen.
Elektrische Isolierung:
Die dielektrische Durchschlagsspannung beträgt normalerweise mehr als 10 kV/mm, um die Sicherheit des Stromkreises zu gewährleisten.
Selbst-klebend:
Kann ohne zusätzlichen Kleber angebracht werden, was die Montage und Demontage erleichtert.
Seine zentrale Rolle spielt es bei der CPU-/GPU-Kühlung
Auf mikroskopischer Ebene sind die scheinbar flache CPU-Oberfläche und die Kühlkörperbasis tatsächlich voller „Höhen und Tiefen“.
Eliminierung des „Wärmewiderstandskillers“:
Luft ist ein sehr schlechter Wärmeleiter (die Wärmeleitfähigkeit beträgt nur etwa 0,026 W/mK). Die Funktion des Wärmeleitpads besteht darin, diese Luft herauszudrücken und einen kontinuierlichen Phononen-Wärmeleitungskanal zu schaffen.
Ausgleich von Toleranzen und Höhenunterschieden:
Auf GPU-Grafikkarten oder Laptop-Motherboards gibt es oft unregelmäßige Lücken von 0,5 mm bis 3,0 mm zwischen VRAM-Chips, Induktivitäten und Kühlkörpern. Wärmeleitpads können mit ihrem Dickenvorteil und ihrem hohen Kompressionsverhältnis (normalerweise wird eine Kompression von 20–40 % empfohlen) diese Toleranzen perfekt abdecken.
Stresspufferung und Schutz:
Die Elastizität des Silikons kann Vibrationen und Spannungen absorbieren, die durch thermische Ausdehnung und Kontraktion während des Gerätebetriebs entstehen, und verhindert so, dass empfindliche elektronische Komponenten durch mechanische Kompression beschädigt werden.
Wärmeleitpads vs. Wärmeleitpaste
| Eigenschaften | Thermo-Silikon-Pad | Wärmeleitpaste |
| Anwendbare Lücke | Groß (0,5 mm - 5.0 mm) | Sehr klein (<0.1mm) |
| Wärmeleitfähigkeit | Hoch-bis zu 15 W/mK+ | Extrem hoch, bis zu 17 W/mK+ |
| Einfache Anwendung | Sehr niedrig (gestanzt und angebracht) | Hoch (erfordert gleichmäßiges Auftragen, neigt zum Überlaufen) |
| Langfristige Stabilität | Trocknet nicht aus und fließt nicht | Bei langfristig-hohen Temperaturen kann es zu einem „Auspumpeffekt“ kommen |
| Typische Anwendungen | Speicher, Stromversorgung, MOS, Induktivitäten | CPU/GPU-Kern (Die) |
Professionelle Beratung zur Auswahl
Als Branchenexperten empfehlen wir, sich beim Kauf bzw. bei der Bewerbung auf die folgenden drei Punkte zu konzentrieren:
Konzentrieren Sie sich auf „Wärmewiderstand“ und nicht nur auf „Wärmeleitfähigkeit“.
Viele Hersteller geben zwar nur eine Wärmeleitfähigkeit von 12 W/mK an, bei einer zu hohen Materialhärte (Shore 00 zu hoch) kann das Material jedoch nicht vollständig komprimiert werden und der tatsächliche Wärmewiderstand Rth wird höher sein. Die Weichheit bestimmt die tatsächliche Kontaktfläche.
Verhindern Sie „Ölbluten“.
Minderwertige Wärmeleitpads geben nach längerem Erhitzen Silikonöl ab und können die Leiterplatte verunreinigen. Fordern Sie bei Hochleistungsanwendungen unbedingt einen Testbericht zur „geringen Ölaustrittsrate“ vom Lieferanten an.
Formel zur Dickenberechnung
Bitte beachten Sie bei der Auswahl der Dicke folgende Formel:
Designdicke=Tatsächlicher Spalt × (1 + Empfohlene Kompressionsrate)
Wenn der Spalt beispielsweise 1,2 mm beträgt und die empfohlene Kompressionsrate 20 % beträgt, sollte eine Spezifikation von 1,5 mm ausgewählt werden.
Wie können Sie feststellen, ob Ihr Gerät einen Austausch des Wärmeleitpads benötigt?
Wenn Sie feststellen, dass die Temperatur des Grafikkartenspeichers 100 Grad überschreitet oder die ursprüngliche Temperatur sinktWärmeleitpadtrocken und spröde wird, ist dies ein Signal, es auszutauschen.