Modul 8: Thermisch leitfähig gefüllte Polymere: Von der Theorie zur Praxis

Thermisch leitfähig gefüllte Polymere erfreuen sich einer breiten Anwendung in elektronischen Systemen. Als thermische Interfacematerialien, Vergussmassen und dielektrische Schichten in isolierten Metallsubstraten tragen sie maßgeblich zur Ableitung entstehender Verlustwärme bei.

Die Entwicklung hoch leitfähiger und zugleich gut verarbeitbarer Polymer-Composites ist ein komplexer und aufwändiger Prozess. Die erzielbaren Eigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit, Viskosität und Dichte hängen maßgeblich von den eingesetzten Füllstoffen und deren Interaktion ab. Eine besonders hohe Bedeutung kommt der mikroskopischen Material- bzw. Packungsstruktur zu.

Im Rahmen des Seminars werden die Einflüsse von

• Füllstoffmaterial und Partikelform,
• Partikelgröße und Größenverteilung,
• Maximaler Packungsdichte und
• Agglomeration

schrittweise erarbeitet und erläutert. Es folgt eine theoretische Betrachtung auftretender Packungseffekte und Füllstoff-Füllstoff-Interaktionen sowie idealer Füllstoffkombinationen.

Dabei wird auch das Zustandekommen thermischer Kontaktwiderstände zwischen gefüllten Polymeren und angrenzenden Festkörpern besprochen.

Aufbauend auf den besprochenen theoretischen Inhalten werden praxisnahe Rezepturentwicklungen und Optimierungsstrategien besprochen. Dabei lernen die Teilnehmer, mit welchen Stellschrauben die thermischen und rheologischen Eigenschaften eingestellt werden können. Hierfür werden neben einfachen Korrelationen auch moderne Berechnungstools verwendet.

Referent: Oliver Roser