E&E:
CTX Thermal Solutions präsentiert auf der diesjährigen PCIM Kühlkörper für die Hochleistungselektronik. Was ist beim Kühlen dieser Art von Elektronik zu beachten und welche Kühltechnik ist hierfür nötig?
Wilfried Schmitz:
Die Ansprüche an Kühlkörper zur Kühlung von Hochleistungselek-
tronik haben sich in den letzten Jahren stark verändert. Früher hat der Anwender das Auswahlkriterium des nötigen Platzbedarfs eher vernachlässigt. Heute verifiziert er sehr genau, wie er hier platzoptimiert eine Lösung finden kann. Alleine aus Gründen der Langzeitzuverlässigkeit und Kosten sollte man auf eine Lösung mittels natürlicher Konvektion zurückgreifen. Überschreiten jedoch die anfallenden Verlustleistungen die Möglichkeiten einer lüfterlosen Kühlung, so ist es erforderlich, dass man zusätzlich einen Lüfter installiert. Reicht die Unterstützung mittels dieser forcierten Kühlung immer noch nicht, so greift man auf ein flüssigkeitsgekühltes System zurück.
Müssen Kühlkörper für Hochleistungselektronik über eine spezielle Architektur verfügen? Wenn ja, wie sieht diese aus?
Hier kommt es auf die Technologie an, die man einzusetzen beabsichtigt. Ist es möglich, einen Kühlkörper mit natürlicher Konvektion zu nutzen, sollte der Kühlkörper über eine möglichst große Oberfläche verfügen. Auch müssen die Rippen einen genügend großen Abstand zueinander haben, damit das Wirkungsprinzip der Abstrahlung funktioniert. Die Bodenstärke des Kühlkörpers beeinflusst die Wärmeverteilung über die Bodenfläche und von dort in die Rippen. Bei lüftergestützten Systemen können die Rippen deutlich enger zueinander angeordnet sein. Hier sind jedoch auch die Leistungsdaten des verwendeten Lüfters, die mögliche Verwirbelung der Luft zwischen den Rippen und der optimale Staudruck zu beachten.
Auf der PCIM stellt CTX unter anderem SuperPlate-, SuperPower- und SuperFins-Kühlkörper aus. Was ist deren Besonderheit und worin unterscheiden sie sich jeweils?
Die drei auf der PCIM ausgestellten Produktgruppen stellen die drei unterschiedlichen Wirkprinzipien dar. SuperPower-Kühlkörper sind ein Modulsystem zur Herstellung von Leistungskühlkörpern. Aus einzelnen Segmenten zusammengesetzt, bilden diese einen Kühlkörper mit einem hohen Verhältnis zwischen Rippenabstand zu Rippenhöhe. Das gesamte Design ist zur Verwendung mit Lüftern ausgelegt. SuperFins-Kühlkörper erlauben eine hohe Rippendichte und – falls thermisch nötig – die kombinierte Verwendung der beiden Rohmaterialien Kupfer und Aluminium (beispielsweise Boden aus Kupfer und Rippen aus Aluminium) plus forcierter Kühlung mittels Lüfter. Unter dem Begriff SuperPlate sind die Flüssigkeitskühlsysteme zusammen gefasst, die applikationsspezifisch optimiert werden. Dabei können die Flüssigkeit führenden Materialien eingelegte Rohre aus Kupfer oder Edelstahl sein, extrudierte oder gezogene Rohre oder gebrazte Versionen (hart gelötetes Aluminium).
Ihr Unternehmen hat unterschiedlichste Kühlkörper für jede denkbare Anwendung im Programm. Warum bieten Sie diese Vielfalt an?
Da sich ähnliche Anwendungen in den unterschiedlichen Branchen wiederholen können und wir in der Lage sind, auf ein recht breites und vielfältiges Produktportfolio zurückzugreifen, ist es uns möglich, unseren Kunden für viele Problemstellungen eine passende Lösung zu bieten. Von kleinen Kühlkörpern für SMT-Anwendungen bis hin zur großen Flüssigkeitskühlplatte decken wir die gesamte Bandbreite ab und so findet jeder Anwender eine Lösung für seine spezielle Applikation.
Neben Standardlösungen erhalten Anwender auch maßgeschneiderte Kühlkörper bei Ihnen. Wie aufwändig ist es für Ihr Unternehmen, solch individuelle Lösungen umzusetzen?
Vielfach kommen Anwender bereits mit klaren Vorstellungen über Design, Größe und Geometrie einer applikationsspezifischen Lösung auf uns zu. Das macht die Sache für uns natürlich leichter. Sollte der Konstrukteur noch keine konkreten Vorstellungen haben, also noch nach einer Lösung suchen, ist das für uns auch kein Problem. Wir fragen dann zunächst diverse Details zur Anwendung ab. Diese dienen uns dann als Grundlage dafür, eine Lösung für seine spezifischen Anforderungen zu erarbeiten.
Welche Trends in der Kühltechnik sehen Sie in den nächsten drei Jahren?
Bereits heute klare Trends in der Kühltechnik für die nächsten drei Jahre zu erkennen ist nicht einfach. Was man aber sagen kann, ist, dass zum einen ein weiterer Miniaturisierungstrend auszumachen ist. Und zum anderen wird man die Wirkungsgrade weiter verbessern. Dies kommt dem Wunsch entgegen, lüfterlos zu kühlen. Was wiederum zur Folge hat, dass viele Neuentwicklungen nicht auf Standardlösungen zurückgreifen, sondern anwendungsbezogene Optimierungsmöglichkeiten nutzen werden.
