Gap filler vs. gap filler dozowany – poradnik wyboru

Czym jest gap filler?

Gap filler to materiał przewodzący ciepło, którego głównym zadaniem jest wypełnienie szczeliny między powierzchniami: np. między układem scalonym a radiatorem. Ma to na celu zminimalizowanie oporu termicznego i zapewnienie stabilnego transferu ciepła. W odróżnieniu od klasycznej pasty termicznej, gap fillery mogą kompensować większe różnice wysokości i lepiej przylegać do nierównych powierzchni.

Rodzaje gap fillerów – dwa główne typy

1. Gap filler w formie stałej (thermal pad)

To gotowy materiał –  najczęściej silikonowy – dostarczany w formie arkuszy lub elementów wycinanych (np. die-cut, kiss-cut). Jest bardzo łatwy w aplikacji, nie wymaga dodatkowego utwardzania, i zapewnia wysoką powtarzalność montażu. Świetnie sprawdza się w zastosowaniach, gdzie powierzchnie montażowe są stosunkowo płaskie, a różnice wysokości niewielkie.

Zalety:

• Czysty, szybki montaż (idealny do produkcji seryjnej),
• Stałe właściwości w czasie (odporność na starzenie),
• Możliwość zamówienia niestandardowych kształtów i grubości.

Przykład z oferty HALA Contec:

• TEL-R-SI – pad termiczny o bardzo wysokiej przewodności cieplnej do 15 W/mK, idealny do aplikacji wymagających intensywnego odprowadzania ciepła przy zachowaniu dobrej izolacji elektrycznej.
• TGF-HUS-SI – miękki, pad silikonowy o średniej przewodności 8 W/mK, zaprojektowany do aplikacji wymagających niskiego nacisku montażowego i dużej tolerancji na różnice wysokości.
• TGF-M-SI – uniwersalny gap filler pad o dobrej przewodności cieplnej 2,5 W/mK, dostępny w różnych grubościach; doskonały wybór do standardowych zastosowań w zasilaczach, sterownikach i modułach mocy.
• TGF-BXS-SI – bardzo miękki, elastyczny pad silikonowy o przewodności 1,2 W/mK, idealny do wypełniania większych szczelin przy minimalnym nacisku. Dzięki naturalnej lepkości dobrze przylega do powierzchni. Zastosowania: SMD, kondensatory, elektronika użytkowa
• TGF-MUS-SI – ekstremalnie miękki pad silikonowy o przewodności 3,0 W/mK, działający przy bardzo niskim nacisku. Świetny wybór do aplikacji wymagających delikatnego kontaktu mechanicznego (np. laptopy, medycyna, automotive)

2. Gap filler dozowany (materiał płynny 1K/2K)

To półpłynne pasty lub żele, które są aplikowane bezpośrednio na komponent lub radiator. Materiał po nałożeniu wypełnia przestrzeń zgodnie z geometrią elementów, a następnie twardnieje (w przypadku wersji 2K) lub pozostaje elastyczny (1K). Tego typu materiały doskonale sprawdzają się przy dużych tolerancjach montażowych, nieregularnych powierzchniach oraz tam, gdzie montaż z użyciem padów byłby trudny lub niemożliwy.

Zalety:

• Świetna adaptacja do nieregularnych powierzchni i dużych szczelin,
• Możliwość pełnej automatyzacji (dozowniki, roboty),
• Dobre właściwości mechaniczne po utwardzeniu.

Przykład z oferty HALA Contec:

• TGL-X-SI – jednoskładnikowy, wysoce lepki materiał o bardzo wysokiej przewodności 6,5 W/mK, nie wymaga dodatkowego sieciowania. Sprawdza się przy dużych szczelinach i w aplikacjach o wysokiej gęstości mocy (np. serwery, telekomunikacja 5G)
• TGL-W-SI – jednoskładnikowy gap filler dozowany o przewodności 5,5 W/mK. Dzięki jego zastosowaniu całkowita rezystancja termiczna zostaje zminimalizowana.
• TDG-U-SI-2C – dwuskładnikowy, niskolotny silikonowy materiał dozowany o przewodności 3,6 W/mK. Po utwardzeniu pozostaje elastyczny, kompensuje duże tolerancje montażowe i nie wpływa na zwilżanie lakierów. Idealny do automotive i telekomunikacji
• TDG-W-SI-2C – dwuskładnikowy materiał silikon-free o przewodności do 4,5 W/mK,

Jak wybrać właściwy gap filler?

Wybór odpowiedniego materiału powinien być oparty na kilku kluczowych kryteriach:

• Geometria komponentów – jeśli występują duże różnice wysokości lub nieregularne kształty, lepiej sprawdzi się materiał dozowany.
• Proces produkcji – pady są szybsze i czystsze w aplikacji ręcznej lub półautomatycznej; gap fillery dozowane sprawdzą się przy pełnej automatyzacji.
• Wymagana przewodność cieplna – pady mogą osiągać bardzo wysokie wartości (np. TEL-R-SI), ale dobre materiały dozowane również oferują >3 W/mK.
• Dostępność miejsca i możliwość serwisu – dozowane materiały mogą być trudniejsze do usunięcia w razie naprawy, pady są łatwe w demontażu.
• Środowisko pracy – w aplikacjach optoelektronicznych warto rozważyć wersje silikon-free.

Podsumowanie

Nie istnieje jedno uniwersalne rozwiązanie – wybór między padem a materiałem dozowanym zależy od konkretnego projektu i wymagań technicznych. Gap fillery w formie padów oferują łatwość montażu i czystość procesu, natomiast materiały dozowane dają większą elastyczność i precyzję w trudnych aplikacjach.

Dzięki szerokiej ofercie HALA Contec, obejmującej zarówno stałe, jak i dozowane gap fillery, możliwe jest dobranie rozwiązania idealnie dopasowanego do konstrukcji, budżetu i technologii montażu. Jeśli potrzebujesz wsparcia technicznego – skontaktuj się z nami, chętnie pomożemy w doborze materiału.

Porównanie: Gap filler w formie stałej vs. gap filler dozowany

Parametr	Gap filler – pad (stały)	Gap filler – dozowany (1K/2K)
Forma	Elastyczny arkusz lub element wycięty	Masa półpłynna, pasta lub żel
Aplikacja	Ręczna lub półautomatyczna (np. pick-and-place)	Automatyczna (dozowanie), ręczna możliwa dla 1K
Dopasowanie do geometrii	Ograniczone (wymaga względnie płaskich powierzchni)	Bardzo dobre – samopoziomujące, do nieregularnych szczelin
Zakres grubości	Zależnie od materiały od 0,5mm do 20mm	Dowolna w zakresie dozowania (precyzyjna kontrola warstwy)
Odporność na wibracje	Dobra (wersje wzmacniane, np. TGF-RSS-SI)	Bardzo dobra po utwardzeniu (elastyczność 3D)
Trwałość i starzenie	Wysoka, stabilność mechaniczna	Wysoka – po utwardzeniu (2K)
Możliwość (reworku)  serwisowania	Bardzo dobra, łatwy demontaż	Ograniczona (trudniejszy rework po utwardzeniu)
Emisja siloksanów	Możliwe, chyba że w wersji silikon-free (np. NSS1000)	Dostępne wersje silikon-free (np. TDG-W-SI-2C)
Zastosowania typowe	Zasilacze, LED, przetwornice, automotive	Układy wielopoziomowe, serwery, BMS, power electronics
Wymagania sprzętowe	Brak – wystarczą noże, wykrojniki, prasa	Wymagane: systemy dozujące (zwłaszcza 2K)
Czas montażu	Bardzo krótki	Zależny od dozowania i czasu utwardzania
Koszty procesu	Średnie – niskie w produkcji powtarzalnej	Wyższe – amortyzowane w dużej skali produkcji