Conduction Cooling

Flexible Wärmeleitkörper für effiziente Wärmeabfuhr

| Redakteur: Kristin Rinortner

(Bild:Pentair)

Zur effektiven Wärmeabfuhr beim Conduction Cooling hat Pentair flexible Wärmeleitkörper (FHCs) aus Metall entwickelt und zum Patent angemeldet. Diese FHCs (Flexible Heat Conductor) sind besonders gut geeignet für kleine Single Board Systeme und größere Systeme, die nicht mit Luft gekühlt werden können. Auch bei Embedded-Systemen, die aufgrund ihres Einsatzbereiches komplett geschlossen sein müssen, stellen die FHCs die notwendige Wärmeabfuhr sicher.

Bisher wurde in den genannten Anwendungen die Wärme vom Prozessor über feste Metallklötze und aufgeklebte Wärmepads oder Wärmeleitpaste an das Gehäuse abgeleitet. Nachteile sind hier die Wärmeleitwerte des Pad- oder des Wärmeleitpastenmaterials und die Tatsache, dass nur bis zu einem gewissen Grad die Höhentoleranzen der Prozessoren ausgeglichen werden können. Die FHCs sind aus Aluminium gefertigt, das einen sehr guten Wärmeleitwert aufweist, und in der Höhe flexibel. Dadurch können z.B. unterschiedlich hohe Prozessoren durchgehend kontaktiert werden und auftretende Höhentoleranzen spielen keine Rolle mehr.

Ermöglicht wird dies durch einen Wärmeleitkörper, der aus zwei ineinander greifenden Körper besteht, von denen einer Kontakt zum wärmeabgebenden Bauteil (z.B. dem Prozessor) hat und der andere in vertikaler Richtung gegenüber dem ersten Körper verschiebbar ist. Zwischen den beiden Körpern sitzt eine Feder, welche den oberen Körper nach oben gegen die Innenseite des Gehäusedeckels drückt. Die Verlustwärme wird dadurch zuverlässig transportiert und über die Gehäuseoberfläche durch Wärmestrahlung an die Umgebung abgegeben. Weitere Vorteile dieser Kühllösung sind verbesserte Leistungen und höhere Taktraten der Prozessoren aufgrund der effektiven, direkten Wärmeabfuhr.

Die FHCs werden als Standardprodukte im Schroff Portfolio vorerst in zwei Größen angeboten: 25 mm x 25 mm x 20 ±2 mm und 50 mm x 50 mm x 69 ±2 mm(L x B x H). Damit ist beim kleineren FHC-Modell eine Abfuhr von ca. 15 W und beim größeren Modell eine Abfuhr von ca. 50 W Verlustleistung möglich. Größere Flächen und Höhen sind auf Anfrage erhältlich. Zur Befestigung der Wärmeleitkörper auf den Prozessoren werden entweder die bereits vorhandenen Befestigungspunkte auf der Leiterplatte genutzt oder bei kleineren Prozessoren werden die Wärmeleitkörper mit dünnem, wärmeleitfähigem doppelseitigem Klebeband auf dem Prozessor fixiert.

Die Wärmeleitkörper sind bereits als Standard-Kühllösung bei der Gehäuseserie Schroff Interscale von Pentair integriert. Diese Gehäuse für ungenormte Leiterplatten zeichnen sich besonders durch den einfachen Aufbau und die Flexibilität mit vielen Standardgrößen und variablen Ausbauoptionen aus. Sie entsprechen der neuen IEC 60297-3-109, welche die Maße und physikalischen Eigenschaften von Chassis und verbundenen Leiterplatten für Embedded-Computing-Geräte festlegt und von Pentair maßgeblich mitgestaltet wurde. Die Gehäuse werden in verschiedenen Anwendungen wie beispielsweise in der Maschinensteuerung, Medizintechnik, Transport, Luft- und Raumfahrt sowie Telekommunikation eingesetzt.

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