Wärmeleitende Vergussmasse für Hochleistungs-Spannungsdrosseln und -Transformatoren

In diesem Förderprojekt wurde zuerst eine thermisch leitende Vergussmasse mit Spezifikationen entwickelt, welche die bis dahin marktverfügbaren Produkte übertreffen, um gleichzeitig die Parameter für die Entwicklung eines Systems mit wesentlich erhöhten Kennwerten zu erforschen. Die Optimierung resultierte in einer kommerziellen Vergussmasse mit einer Wärmeleitfähigkeit von 2.3 W/mK und einer Viskosität <10'000 mPa s bei Raumtemperatur. Parallel dazu wurden Optionen für ein innovatives Hochleistungs-Vergusssystem recherchiert und daraus zwei zielführende Ansätze weiterverfolgt. Der ursprüngliche Zielwert wurde durch eine mit sphärischen Aluminiumoxid-Mikropartikeln hoch gefüllte Vergussmasse mit ca. 4 W/mK erreicht, konnte jedoch später durch makroskopisch zweiphasige Systeme aus keramischen Rieselmassen mit Korngrössen im mm-Bereich wesentlich übertroffen werden. Unter Verwendung von Aluminiumoxid-Mahlgranulat wurden bis 9 W/mK und mit Siliciumcarbid-Granulat bis 17 W/mK erreicht. Dieses im Rahmen des Förderprojekts entwickelte innovative Kühlkonzept ermöglicht es, die Begrenzungen von mikropartikel-basierten Vergussmassen zu überwinden und eine wesentlich verbesserte Wärmeableitung aus Leistungskomponenten zu erreichen, was den steigenden thermischen Anforderungen vor allem im E-Mobilitätssektor entgegenkommt.

Veröffentlichungen

• Lifetime Assessment of Functional Polymers used in Electronic Packaging. Vortrag beim Fachsymposium «In-Adhesives» München 7./8.6.2021
• Lebensdauerabschätzung bei funktionalen Polymeren für Elektroanwendungen. Fachartikel DICHT! 3/2021, 46-49  www.isgatec.com/artikel/lebensdauerabschatzung-bei-funktionalen-polymeren-fur-elektroanwendungen/30129
• Elektrovergussmassen und -systeme mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Adhäsion Kleben+Dichten 10/2021, 18-21 link.springer.com/article/10.1007/s35145-021-0529-z