Ratgeber
Wissenswertes zu Wärmeleitpasten
Wärmeleitpaste wird in der Elektrotechnik und bei Computer-Bauteilen verwendet, um Wärme schnell abzuleiten und dadurch Schäden aufgrund von Überhitzung zu vermeiden. Sie ist insofern Bestandteil der passiven Kühltechnik zur Wärmeableitung an aktiven Bauelementen wie Halbleitern, Sensoren und optoelektronischen Komponenten.
Hintergrundwissen: Durch die zunehmende Miniaturisierung elektrischer Baugruppen wird der sichere Abtransport von Wärme immer schwieriger, obwohl diese Wärmemenge nun mal beim Betrieb von immer leistungsstärkerer Elektronik mit anwächst. Verstärkt wird dieses Problem dadurch, dass die Hersteller, um den Material- sowie Energieverbrauch zu senken und zur Lärmvermeidung auf den Einbau von aktiven Lüftern verzichten. Um Hitzestaus zu vermeiden, ist der Einsatz von Wärmeleitpasten, -klebern, -folien und Wärmeleitpads unverzichtbar.
Wärmeleitpasten dienen der Verbesserung von thermischen Verbindungen. Sie sind teilviskos oder zumindest zähflüssig. Einige Wärmeleitpasten sind elektrisch leitfähig, andere nicht.
Wärmeleitpaste wird zwischen das Bauteil und seinen Kühlkörper oder entsprechende Wärmeleitrohre beziehungsweise -folien zum Wärmetransport aufgetragen.
Um die Wärmeübertragung zu optimieren, füllt Wärmeleitpaste an der Verbindungsstelle kleine Hohlräume zwischen den Kontaktflächen aus. Sie verdrängt die eingeschlossene Luft und bildet eine wärmeleitende Schicht zwischen den Komponenten. Mit Wärmeleitpaste wird Wärme wesentlich effizienter abgeführt als ohne. So können Sie die Kühlreserven Ihres Systems erheblich erweitern.
Hinweis: Wärmeleitpaste klebt nicht ausreichend, um eine feste Verbindung zwischen nicht anderweitig fixierten Bauteilen herzustellen. Wärmeleitkleber finden Sie hier.
Wozu wird Wärmeleitpaste verwendet?
Eine Zwischenschicht aus Wärmeleitpaste optimiert die Wärmeübertragung zwischen elektronischen Bauteilen und ihren Kühlelementen. Dadurch kann beim Betrieb der aktiven Komponenten erzeugte Wärme schneller abtransportiert werden. So wird die Gefahr reduziert, dass empfindliche Bauteile wie beispielsweise LED-Lämpchen, Sensoren, Prozessoren und andere Halbleiterelemente durch zu hohe Temperaturen einem vorzeitigen Verschleiß erliegen.
Hochleistungs-Wärmeleitpaste wird als Wärmeableiter (engl. Heatspreader) für CPU-Kühler verwendet.
Wärmeleitfähigkeit & Maximaltemperatur
Die Effizienz von Wärmeleitpaste richtet sich nach der jeweiligen Wärmeleit-Fähigkeit eines angebotenen Produkts.
Der sogenannte Wärmeleitkoeffizient als Indikator für die Wärmeleitfähigkeit wird in W/ mK angegeben. Hinter dieser Einheit verbirgt sich die Leistung der Wärmeabgabe in Watt, pro Wegstrecke in Meter und Temperaturdifferenz in Kelvin. 1 Kelvin entspricht dabei 1°C.
Praxiswissen:
Je höher der Wärmeleitkoeffizient, desto besser ist die Wärmeleitfähigkeit, also umso schneller kann eine bestimmte Wärmemenge abgeführt werden.
Ein zweites, wichtiges Auswahlkriterium ist die maximale Temperatur, der eine Wärmeleitpaste ausgesetzt werden darf. Hier sollten Sie unbedingt sichergehen, dass die angegebenen Maximalwerte für die Temperatur der Wärmepaste im praktischen Einsatz nie überschritten werden. Denn würde im laufenden Betrieb die Maximaltemperatur an der Verbindungsstelle mit der aufgetragenen Wärmeleitpaste überschritten, kann dies zu irreversiblen Veränderungen an der Struktur der Paste führen. In Folge dessen ist mit einem Funktionsverlust bei den Wärmeleiteigenschaften zu rechnen und die Bauteile, die Sie schützen wollten, drohen ungehindert zu überhitzen.
Sonstige Eigenschaften
Wärmeleitpasten sind mehrheitlich nicht elektrisch leitfähig, Flüssigmetall-Wärmeleitpasten hingegen schon. Die Auswahl anhand der elektrischen Leitfähigkeit oder Isolierung spielt an Hardware von elektrotechnischen Anwendungen eine übergeordnete Rolle, um ungewollte Stromübertragungen an der Schicht aus Wärmeleitpaste zu unterbinden.
Die Farbe von Wärmeleitpaste spielt für Anwendungen im sichtbaren Bereich manchmal eine Rolle.
Packungsgröße & Anwendungshilfen
Wärmeleitpaste wird oft in kleinen Einheiten mit wenigen Gramm oder Millilitern an Inhalt angeboten. Das reicht ähnlich wie bei Lötpaste für einige, kleine Verbindungsstellen. Wer jedoch im großen Stil mit Wärmeleitpaste hantiert, greift besser gleich zu einer reichlicheren Abfüllmenge von 100 bis 500 Gramm oder bestellt mehrere kleine Abfüllungen und erhält dafür die im Shop ausgewiesenen Mengenrabatte.
Hinweis: Wärmeleitpaste ist nach Anbruch der Verpackung schnellstmöglich zu verbrauchen.
Zum präzisen Auftragen der Wärmeleitpaste eignen sich Spritztuben, die oft gleich als Verpackung zur Wärmeleitpaste angeboten werden. Bei größeren Kontaktflächen, die mit Wärmeleitpaste bestrichen werden sollen, kommen Spachtel zum Einsatz.
Wie wird Wärmeleitpaste aufgetragen?
Haben Sie die richtige Wärmeleitpaste anhand der für Sie relevanten Produkteigenschaften ausgewählt und liegt die benötigte Packungsgröße einsatzbereit vor Ihnen, gehen Sie wie folgt vor:
Lesen Sie immer zuerst den Beipackzettel und beachten Sie die Angaben des Herstellers.
Das Auftragen von Wärmeleitpaste geht in der Regel ganz einfach in drei Schritten:
- Trennen Sie vor der Anwendung von Wärmeleitpaste alle Komponenten sicher von der Stromversorgung.
- Wärmeleitpaste sollte präzise aufgetragen werden, denn:
- Bei zu wenig Wärmeleitpaste ist die gute Wärmeleitfähigkeit zwischen den Kontaktflächen nicht gewährleistet und es kann zu bedrohlichen Wärmestaus an der Verbindungsstelle kommen.
- Bei zu viel Wärmeleitpaste verlängert sich der Weg, den die Wärme zurücklegen muss, bevor sie abgeleitet wird. Dadurch kommt es zur Verzögerung und eventuell zu einer geringeren Kühlleistung.
- Lassen Sie die Wärmeleitpaste immer ausreichend aushärten, bevor Sie einem ersten Praxistest unterzogen wird
Werden mit Wärmeleitpaste verbundene Komponenten später wieder getrennt, sollten Sie die Reste der alten Paste ganz vorsichtig abkratzen, sofern dies möglich ist. Für eine neue Verbindung an den alten Kontaktflächen benötigen Sie immer auch erneut frische Wärmeleitpaste, da nur so die Lufteinschlüsse an der Verbindungsstelle verdrängt werden, was die Voraussetzung für eine gute thermische Leitfähigkeit ist.