Kühlsystem-Wirkungsgrad bis zu 60% steigern

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CTX Thermal Solutions GmbH

DMB Technics AG

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

HALA Contec GmbH & Co. KG

Form des Kühlers lässt sich auf die zu kühlende Fläche anpassen

Die Kühllösung kann sehr dünn ab 1 mm und äußerst leicht ausgeführt werden. Ihre Formgebung lässt sich ähnlich wie bei dünnen biegsamen Platten auf die Größe und den Verlauf der zu kühlenden Fläche anpassen (Bild 2). Sie können so ausgestaltet werden, dass sie mit anderen Kühlkomponenten z.B. Kühlkörpern und -rippen oder Lüfteraggregaten ideal zusammenwirken. Die minimalen Biegeradien betragen etwa 10 mm.

Der Aufbau aus dünnen Schichten mit hoher Kapillarwirkung im Sandwich verringert das Gewicht der Wärmespreizer erheblich. Verglichen mit Massivkupfer mit einer Dichte von 8,9 g/cm³ erreichen NanoSpreader Dichten um 3,6 g/cm³ bei weitaus höherer thermischer Leitung.

Effizienter Wärmetransfer führt zu höheren Wirkungsgraden

Thermofluide Wärmespreizer sind hocheffiziente Wärmeleiter. Versuche ergaben Wärmeleitwerte von mehr als 5000 W/mK. Der thermische Leitwert beträgt das 25 fache von Aluminium und das 13 fache von Kupfer, die am häufigsten verwendeten metallischen Wärmeleiter. Einen Vergleich zeigt Bild 3. Mit Wärmespreizern lassen sich 25 bis 60% höhere Wirkungsgrade des Gesamtkühlsystems gegenüber konventionellen Kühlkonzepten erzielen.

Die Elektronik erfordert immer kompaktere, effektivere und wirtschaftlichere Kühllösungen, um der Miniaturisierung Rechnung zu tragen. Der patentierte Aufbau von Celsia Technologies ermöglicht deutlich höhere Prozessorgeschwindigkeiten durch hochwirksame CPU-Kühlungen wie in Bild 4a dargestellt oder verringert nachhaltig den Energieaufwand bei LED- und Diodenlaseranwendungen durch Aufbauten wie in Bild 4b gezeigt.

Mit einem 1,4 mm dicken und 25 g schweren NanoSpreader lassen sich beispielsweise das Gewicht um 33% und die Abmessungen um 28% gegenüber herkömmlichen Kühllösungen in einer vergleichbaren Applikation verringern.

Typische Anwendungen

Neben dem Einsatz in CPU Kühlungen können die Kühlbausteine effektiv bei Grafikprozessoren, LED-Boards, Laserdioden und in der Leistungselektronik eingesetzt werden. Aufbautechniken mit Kopplung an Lüfteraggregate oder das Einbetten in Kühlkörper, um die Wärmeverteilung zu optimieren und die Kühlkörpereffizienz zu steigern, sind möglich.

Ideale Lösung zum Kühlen von Hochleistungs-LEDs

Der Einzug von LED-Beleuchtungssystemen in die Architektur, in das Kraftfahrzeug und in Signalleuchten sowie bei Lampen für den öffentlichen Verkehr ist voll im Gange. Die konvektiv abgeleitete Wärme der LED lässt sich durch die vorgestellte Technik höchst effektiv dem Kühlkörper zuführen, wodurch die Lebensdauer 10 bis 15 mal verbessert wird. Der Energieeinsatz kann um 80% gegenüber Glühlampen und um 60% gegenüber Leuchtstofflampen verringert werden. Der Aufmacher zeigt eine LED Kühlung mit einem gebogenen NanoSpreader System.

*Dr. Wilhelm Pohl ist Geschäftsführer der HALA Contec GmbH & Co. KG in Ottobrunn, George Meyer Technikvorstand bei Celsia Technologies in Miami/USA.

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