LEDs sind effizient, reagieren aber empfindlich auf Wärme. Steigt die Sperrschichttemperatur, sinkt die Effizienz, und der Lichtstrom nimmt schneller ab. In der Praxis zeigt sich das als frühere Alterung, Farbdrift oder eine schleichend dunkler werdende Leuchte.
Entscheidend ist dabei nicht nur der Kühlkörper, sondern die komplette Wärmekette vom Chip bis in das Gehäuse. Besonders kritisch sind Übergänge, an denen Wärme „stehen bleibt“. Genau dort erhöht sich der thermische Widerstand, obwohl die Kühlfläche auf dem Papier groß genug wirkt.
Eine sauber ausgelegte Schnittstelle stabilisiert die Temperatur über die Fläche und reduziert lokale Spitzen. Damit bleibt die Leuchte länger innerhalb ihrer vorgesehenen Betriebsgrenzen, ohne unnötig voluminös konstruiert werden zu müssen.
Typische Wärmequellen und kritische Übergänge im System
Wärme entsteht im LED-Chip, im Package und in der Leiterplatte, zusätzlich oft im Treiber durch Schaltverluste und erwärmte Bauteile. Diese Quellen addieren sich nicht nur, sie beeinflussen sich auch gegenseitig. Ein warmer Treiber kann die Umgebung im Gehäuse aufheizen und damit die LED indirekt belasten.
Besonders heikel sind Kontaktflächen zwischen Modul und Kühlkörper. Metall ist nie perfekt plan, mikroskopische Rauheit schließt Luft ein, und Luft isoliert. Dadurch steigt der Wärmewiderstand gerade dort, wo die Wärme eigentlich schnell abfließen soll.
Schnittstellenmaterialien füllen diese Mikrospalte und verbessern den Flächenkontakt. Je nach Toleranzen, Montagekraft und Oberflächenqualität fällt die Wahl auf Folie, Pad oder Paste.
Wärmeleitfolie, Pad oder Paste: Rollen im Aufbau
Eine Wärmeleitfolie sitzt als dünne Schicht zwischen Modul (z. B. MCPCB) und Kühlfläche. Sie zielt auf reproduzierbaren, flächigen Kontakt und lässt sich in der Serie gut stanzen und positionieren. Damit wird die thermische Anbindung berechenbar, solange die Mechanik definiert ist.
Wärmeleitpads sind meist dicker und kompressibler. Sie wirken als Gap-Filler, wenn Bauteilhöhen variieren oder ein Spalt bleibt. Je nach Material und Dicke liegen viele Pads grob im Bereich von 1–6 W/mK, wobei die realen Ergebnisse stark vom Anpressdruck abhängen.
Wärmeleitpasten können sehr leistungsfähig sein, benötigen aber saubere Dosierung und verursachen beim Service Reinigungsaufwand. Als Beispiele gelten Thermal Grizzly Kryonaut (Performance) und ARCTIC MX-6 (nicht leitend, nicht kapazitiv, auf Haltbarkeit ausgelegt).
Materialien und Bauformen für hohe Praxis-Tauglichkeit
Im Markt dominieren Silikon- und Acrylsysteme, ergänzt durch Spezialträger wie Polyimid sowie kohlenstoffbasierte Lösungen. Silikonvarianten werden häufig eingesetzt, wenn leichte Unebenheiten auszugleichen sind und ein stabiler Kontakt unter Schraubdruck entstehen soll. Acrylsysteme sind oft fester, sauber zu verarbeiten und eignen sich für definierte Zuschnitte.
Für sehr dünne, klebende Aufbauten kommen Polyimid-Träger mit drucksensitivem Acrylatkleber vor, teils bei rund 0,127 mm Gesamtdicke. Bei hoher Leistungsdichte sind Carbon- oder Graphen-Pads interessant, weil sie Wärme schnell über die Fläche verteilen können.
Bekannte Beispiele sind Thermal Grizzly KryoSheet (0,2 mm) und Thermal Grizzly Carbonaut (0,2 mm). Bei Kohlenstofflösungen ist die elektrische Leitfähigkeit je nach Typ zu prüfen.
Kennwerte, die wirklich zählen: Widerstand schlägt W/mK
Die Wärmeleitfähigkeit (W/mK) beschreibt das Material, sagt aber allein wenig über das Ergebnis im System. In der Praxis entscheidet häufig der Wärmewiderstand, weil er Dicke, Kontaktqualität und Montagebedingungen zusammenfasst. Eine dünne Schicht mit gutem Flächenkontakt kann mehr bringen als ein „besserer“ Werkstoff, der wegen Luftanteilen schlecht anliegt.
Die Dicke ist dabei ein direkter Hebel. Zu dick erhöht den Wärmeweg, zu dünn verzeiht keine Rauheit und keine Toleranzen. Kompressibilität hilft bei unebenen Flächen, senkt Luftanteile und reduziert die nötige Montagekraft.
Auch der Temperaturbereich gehört zur Auswahl: Viele Lösungen bewegen sich typischerweise in einem Fenster um -30 bis +125 °C. Für belastete Treiberbereiche oder enge Gehäuse ist das früh in der Konstruktion zu bewerten.
Klebende Lösungen: Thermik und Montage in einem Schritt
Doppelseitig klebende Systeme verbinden Modul und Kühlkörper ohne zusätzliche Clips oder Schrauben, wenn Flächen sauber und plan sind. Eine Wärmeleitfolie mit Kleber kann damit Bauraum sparen und die Teilezahl reduzieren. Entscheidend ist ein drucksensitiver Kleber, der sich unter gleichmäßigem Druck an Mikro-Rauheiten anlegt und Luftspalte minimiert.
Für die Auslegung zählen Haltekraft und Scherkraft, nicht das subjektive Gefühl. Werte können mit steigender Temperatur deutlich abfallen, was Reserven im Design erforderlich macht. Als Beispiel wird eine Polyimid-basierte Klebelösung von mit UL 94 V-0 und 5 kV (AC) Durchschlagsfestigkeit genannt, typischerweise bei -30 bis +125 °C.
Elektrische Isolation ist besonders relevant, wenn Metallkernplatinen oder geerdete Kühlkörper im Spiel sind. Dann entscheidet das Isolationskonzept über Sicherheit und Zulassung.
Montage, Qualitätssicherung und messbarer Nutzen
Saubere Oberflächen sind Pflicht: Staub, Fett oder Grat wirken wie Abstandshalter und erhöhen den Wärmewiderstand. Beim Zuschnitt helfen klare Kanten und passende Durchbrüche, damit keine Falten entstehen und nichts über Stege „spannt“. Eine Wärmeleitfolie sollte nach dem Positionieren gleichmäßig über die Fläche gepresst werden, nicht nur punktuell in der Mitte.
Für rauere Gehäuse oder größere Toleranzen sind weiche Gap-Filler wie ARCTIC TP-3 (0,5 mm, stapelbar bis 2,0 mm) oft robuster. Dünne Carbon- oder Graphen-Lösungen wie KryoSheet oder Carbonaut verlangen dagegen sehr plane Kontaktflächen. Pump-out-Effekte, die bei Pasten unter Temperaturwechseln auftreten können, werden mit festen Interface-Materialien häufig reduziert, sofern der Anpressdruck stabil bleibt.
Messbarkeit schafft Sicherheit: Ein Vorher-Nachher-Test unter gleicher Leistung und Umgebung, ergänzt um definierte Messpunkte an Modul und Kühlkörper, belegt den Effekt. So wird aus einer Materialentscheidung ein belastbarer Thermik-Nachweis.
- Wärmeleitfolie für LEDs: Lebensdauer verlängern durch bessere Thermik - 17. Februar 2026
- Support-Prozesse digitalisieren: Ticketing als Basis für skalierbaren Kundenservice - 4. Februar 2026
- Windows 11: Die 10 häufigsten Migrationsfehler - 3. Februar 2026
