Unsere pulsierenden Heatpipes haben eine bis zu sechsfach höhere effektive Wärmeleitfähigkeit als gleich große Platten aus Vollkupfer.
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Mit steigender Leistung und Packungsdichte elektronischer Bauteile steigt auch die auf engem Raum erzeugte Abwärme stark an. Dies führt zu gefährlich hohen Temperaturen und erhöht so das Ausfallrisiko elektronischer Geräte. Mittlerweile werden 55 Prozent der Ausfälle von Elektronikbauteilen allein durch erhöhte Temperaturen verursacht.
Großer Wärmetransport auf kleinem Raum
Am Fraunhofer IPM entwickelte und gebaute PHP führen Wärme extrem effizient ab: Eine am Institut entwickelte PHP aus Kupfer mit Abmessungen von beispielsweise 100 × 50 × 2,5 mm3 hat eine bis zu sechsfach höhere effektive Wärmeleitfähigkeit als eine gleich große Platte aus Vollkupfer – vergleichbar mit Diamant. Weitere Vorteile von PHP:
Technische Einfachheit und Zuverlässigkeit: Die Funktion des Wärmetransports über das sich hin und her bewegende Fluid ist lageunabhängig und rein passiv. Mit anderen Worten: PHP funktionieren wie eine integrierte Wasserkühlung. Dabei sind jedoch keine beweglichen Bauteile und keine Stromversorgung erforderlich. Dadurch ergeben sich eine hohe Betriebsstabilität und Zuverlässigkeit. PHP funktionieren typischerweise in horizontaler und vertikaler Richtung.
Stabilität und Gewicht: Der Anteil an Hohlräumen ist gegenüber herkömmlichen Heatpipes bzw. Vapor-Chamber-basierten Wärmespreizern deutlich kleiner. So erreichen PHP als Wärmespreizer eine deutlich höhere Stabilität. Dies ist von Vorteil beispielsweise im Hinblick auf Press-Prozesse bei der Produktion von Leiterplatten. Gleichzeitig ist das Gewicht geringer als das einer Vollplatte. Dies ist insbesondere in der Luft- und Raumfahrt ein gewichtiger Vorteil.
Extrem gute Wärmespreizwirkung aufgrund des Wirkprinzips der PHP. Die Wirkung ist abhängig von Position und Größe des heißen Bauteils und der Wärmesenke.
Integrierbarkeit: Mit Dicken von lediglich 2-3 mm ist die PHP flach und sehr kompakt. Besonders für eingebettete Leistungsbauteile ermöglicht dies eine sehr gute thermische Ankopplung.
Die Abbildung 2 zeigt Leistungsdaten einer am Fraunhofer IPM entwickelten PHP aus Kupfer mit einer Abmessung von nur 100 × 50 × 2,5 mm3. Der auf der PHP angebrachte Heizer – er hat eine Fläche von 8 x 50 mm² – repräsentiert ein sich erhitzendes elektronisches Bauteil. Elektrische Bauteile, die mit einer PHP anstelle einer Kupferplatte entwärmt werden, erhitzen sich deutlich weniger stark.
Alle Leistungsdaten finden Sie auf der Seite Funktionsweise und Leistungsdaten von Heatpipes.
Fraunhofer IPM | Fraunhofer ISE