Wärmemanagement Weiterbildung auf Hochschulniveau für die Praxis

Quelle: Webseite des ZFW

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Sie interessieren sich für Wärmemanagement? Dan ist das Akademie-Programm des Zentrums für Wärmemanagement einen Blick wert.

Gegründet wurde das ZFW im Jahr 2002 von Prof. Dr.-Ing. A. Griesinger.
Gegründet wurde das ZFW im Jahr 2002 von Prof. Dr.-Ing. A. Griesinger.
(Bild: frei lizenziert / Pixabay)

Das Zentrum für Wärmemanagement (ZFW) ist ein Unternehmen, welches sich auf das Wärmemanagement elektronischer Systeme spezialisiert hat. Als hochschulnahe Einrichtung hat es enge Verbindungen zur Fakultät Technik der Dualen Hochschule Baden-Württemberg in Stuttgart, ist aber finanziell unabhängig.

Gegründet wurde das ZFW im Jahr 2002 von Prof. Dr.-Ing. A. Griesinger. Mittlerweile besteht das ZFW aus 11 Mitarbeitern und wächst stark. Das Team verkörpert viele Jahre Berufserfahrung bei namhaften Firmen wie IBM oder der Robert Bosch GmbH.

Auf dem neuesten Stand im thermischen Management

Profitieren Sie Als Ingenieur oder Naturwissenschaftler können sie von der langjährigen praktischen Erfahrung im Bereich thermisches Management des ZFW profitieren.

Los geht’s bereits im Januar. Das ZFW bietet Weiterbildungsmodule in den Bereichen Wärmemanagement in der Elektronik sowie Grundlagen und ausgewählte Themen der Mechatronik. Das Konzept dahinter ist selbsterklärend:

Durch die enge Verbindung des ZFW zur Dualen Hochschule Baden-Württemberg, Fakultät Technik, orientieren sich die Module an den Vorlesungsinhalten der Hochschule.

Die Module sind einzeln buchbar. Das ZFW kann sie aber auch für ein Unternehmen als Gesamtpaket zusammenstellen, das auf ihre Anforderungen zugeschnitten ist.

Die Dozenten des TFW haben Lehrerfahrung an Hochschulen und zusätzlich viel praktische Erfahrung Die Veranstaltungen finden in Präsenz oder online statt. Für die Online-Übertragung nutzt das ZFW eine aufwändige Übertragungstechnik mit mehreren Kameras. Live-Versuche und praktische Beispiele sind die Grundlage des didaktischen Konzepts.

Die Leitung der ZFW-Akademie hat Prof. Dr.-Ing. Andreas Griesinger, der die Elektronikpraxis mit spannenden Themen bei den Cooling Days während der Power of Electronics unterstützt.

Das Programm des ZFW ab Januar 2023:

Modul 01 - Physikalische Grundlagen I & II

17.01. & 18.01.2023, 8:15 – 15:30 Uhr

Wärmeübertragung durch Leitung, Konvektion und Strahlung, jeweils Grundgleichungen zur Abschätzung von Temperaturen und Wärmeströmen, Analogie Wärmestrom und elektrischer Strom, Rechnen mit thermischen Widerständen, thermischer Kontaktkoeffizient, Wärmespreizung, Beispiele für praktische Handrechnungen.

Modul 02 - Überblick über Entwärmungsstrategien in der Elektronik

25.01.2023, 08:15 – 11:30 Uhr

Entwärmung auf Package-, Substrat- und Systemlevel, passive Entwärmung durch Spreizwirkung, Definition Rth-Werte, Zth- und Pulse-Zth-Kurve, Bedeutung in der Praxis, typische Packages und ihre Wärmepfade, Leiterplatten (Standard, Flex, Semi-Flex, Microvia- und Inlay-Technik, Dickkupfer, Sonderlösungen), Auswahl und Einbau von Lüftern und Heatpipes, Bewertung von Wärmepfaden von der Junction bis zur Umgebung.

Modul 03 - Kühlkörper

08.02.2023, 08:15 – 11:30 Uhr

Luft-/Flüssigkeitskühlkörper, optimierte Geometrie (Rippenabstand, Rippenhöhe), Einfluss der Orientierung im Raum, Optimierung mit Hilfe automatisierter, mathematischer Algorithmen, Wärmeübertragung und Druckabfall, Wärmespreizung in der Baseplate (optimale Baseplate Dicke) Oberflächen, Werkstoff, Fertigungsverfahren, Montage (Klemmen vs. Schrauben), Herausforderungen bei der Bewertung von Kühlkörpern (Rth-Wert).

Modul 04 - Heatpipes

15.02.2023, 08:15 – 11:30 Uhr

Auswahl und Anwendung, Vergleich von Sinter-, Mesh- und Grooved-Heatpipes, Widerstandsmodell, Lagenabhängigkeit (mit und gegen die Gravitation), Einfluss von Biegeradius, Abflachung und Durchmesser, konventionelle Systeme und neue Entwicklungen, Vapor Chamber und Pulsating Heatpipe.

Modul 05 - Leiterplatten und Substrate

01.03.2023, 08:15 – 11:30 Uhr

Aufbau von Leiterplatten (Layout und Layup, Basismaterial, Lötstoppmaske, Löt- und Bondoberflächen), Microvia-Technik, Vergleich gefüllt/ungefüllte, staggered/stacked Microvias, LP mit Kavitäten, Inlays, integrierte Bauelemente, Flex, Semi-Flex, 3D-MID (Molded Interconnect Devices), Sonderlösungen, Kantenmetallisierung, wichtige Punkte bei der Prozessanalyse, Vergleich mit Keramiksubstraten.

Modul 06 - Thermische Interfacematerialien 1

08.03.2023, 08:15 – 11:30 Uhr

Thermischer Kontaktwiderstand, Einflussgrößen inkl. Oberflächeneigenschaften und Grenzschichten, thermischer Übergang mit und ohne thermischem Interfacematerial (TIM), Berechnung des thermischen Kontaktwiderstandes mit empirischen Gleichungen. Auswahl und Anwendung von TIMs: Wärmeleitpaste, Wärmeleitkleber, GapFiller, GapPad, Gel, PCM und Folie.

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Modul 07 - Thermische Interfacematerialien 2 – Prüfmethoden

22.03.2023, 08:15 – 11:30 Uhr

Alterungsverhalten und Ausfallmechanismen, Betriebstemperatur und Zuverlässigkeit, Prüfmethoden Und ihre Aussagekraft: PowerCycling, Temperaturwechseltest, Vibrationstest, elektrische Prüfung, thermische Analyse bei Scherung (Applikation battery swelling), Normen und Erfahrungen aus der Praxis.

Modul 08 - Thermische und rheologische Eigenschaften gefüllter Polymere

18.04.2023, 8:15 – 11:30 Uhr

Übersicht Matrixwerkstoffe, Füllstoffe und Eigenschaftsprofile. Übersicht thermischer und rheologischer Größen, thermische und rheologische Eigenschaften gefüllter Polymere, Einflüsse von Füllstoffmaterial, Partikelform, Partikelgröße und -verteilung, Füllgrad, Oberflächenfunktionalisierung, Materialdurchmischung, Mess- und Berechnungsmethoden Beispiele: Gehäusebauteile, Thermische Interfacematerialien.

Modul 09 - Thermische Analysemethoden

03.05.2023, 08:15 – 11:30 Uhr

Messmethoden der thermischen Analyse (Wärme- und Temperaturleitfähigkeit, spezifische Wärmekapazität, Dichte, thermischer Widerstand): Laser-Flash-Verfahren, Stationäre Zylindermethode, Hot-Wire-/Hot-Bridge-Methode, Thermisches Transientenverfahren, 3-Omega Verfahren, DSC, Auftriebsmethode. Vergleich der Einsatzbereiche und Grenzen, Vergleichbarkeit der Messergebnisse, Messunsicherheiten, wesentliche Normen dazu.

Modul 10 - RC-Modellierung thermischer Systeme (LPTN)

24.05.2023, 08:15 – 11:30 Uhr

Modellierung eines elektronischen Systems mit Hilfe eines RC-Netzwerks, Analogie zwischen elektrischen und thermischen Eigenschaften, Möglichkeiten und Grenzen der vereinfachten RC-Modellierung, Impulsantwort des einfachen RC-Glieds und Übertragung auf komplexere Netzwerke, Abbildung eindimensionaler Systeme mit Hilfe von Cauer-/ Foster-Netzwerken, Superpositionsprinzip, Aufbau eines RC-Netzwerks am praktischen Beispiel.

Modul 11 – Analyse mit dem thermischen Transientenverfahren

14.06.2023, 08:15 – 11:30 Uhr

Das thermische Transintenverfahren ermöglicht es, einzelne Schichten im Wärmepfad eines elektronischen Systems aufzulösen und zu charakterisieren. Dazu wird ein Halbleiter mit einer Sprungfunktion beaufschlagt und die Sprungantwort gemessen. Die thermischen Widerstände und Wärmekapazitäten der einzelnen Schichten stecken in der Sprungantwort. Durch eine geschickte Auswertung lassen sie sich extrahieren. Im Modul wird die praktische Anwendung des Verfahrens mit seinen Möglichkeiten und Grenzen an praktischen Beispielen vorgestellt.

Modul 12 - Temperaturmessung

28.06.2023, 8:15 – 11:30 Uhr

Berührende und kontaktlose Temperaturmessung: Thermoelemente, Widerstandsthermometer und Wärmebildkamera. Messprinzip und Auswahl von berührenden Temperatursensoren, Befestigung der Sensoren bei der Messung von Oberflächentemperaturen, dynamisches Verhalten, typische Fehler bei der Temperaturmessung in elektronischen Geräten, praktische Messung mit der Wärmebildkamera, Einfluss des Emissionsgrades, Messfehler durch Winkel Störstrahlung, Live-Demonstrationen (auch online).

Modul 13 – Wärmeübertrager: Planung und Auslegung

12.07.2023, 8:15 – 11:30 Uhr

In diesem Modul werden Grundlagen der Planung und Auslegung von Wärmeübertragern besprochen. Im Fokus stehen Fluid-Fluid-Wärmeübertrager. Sie lernen unterschiedliche Bauformen, deren Einsatzgebiete sowie entscheidende Vor- und Nachteile kennen. Nach einer Einführung in die thermodynamischen Grundlagen werden verschiedene Auslegungsstrategien für Wärmeübertrager vermittelt. Anhand praktischer Beispiele werden die analytischen Berechnungskonzepte eingeführt und umgesetzt. Im Fokus steht die Auslegung über dimensionslose Kennzahlen und NTU-Diagramme. Abschließend erfolgt ein kurzer Überblick über die Möglichkeiten der Wärmeübertrager-Auslegung mittels CFD (Strömungssimulation).

Modul 14 – Einstieg in die Wärme- und Strömungssimulation (FloEFD)

19.07.2023, 8:15 – 11:30 Uhr

Dieses Modul vermittelt sowohl allgemeines Wissen als auch spezialisierte Kenntnisse zum Umgang mit der Simulationssoftware Siemens „Simcenter FloEFD“. An einfachen, für jede/jeden nachvollziehbaren Beispielen werden die Möglichkeiten und Grenzen der Simulation aufgezeigt. Teilnehmer*innen sind nach Abschluss des Moduls in der Lage einfache Simulationen selbst durchzuführen und zu beurteilen, inwiefern Simulationen im jeweiligen Entwicklungsprozess eingesetzt werden können. Vorkenntnisse sind nicht notwendig. Sofern keine Grundlagen im Bereich der Thermodynamik vorhanden sind, wird der Besuch des Modul 01 „Grundlagen der Thermodynamik“ empfohlen.

Die Anmeldung zu den Modulen erfolgt über die Webseite des ZFW.

(mbf)

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