CTX auf der embedded world 2018: Halle 2 / 2-4564

 

Kompakt, leistungsstark und möglichst mobil – das sind kurz zusammengefasst die Anforderungen an eingebettete Systeme.

Dies ist eine Herausforderung für Entwickler und für die eingesetzten Kühlkörperlösungen. Schließlich müssen auch die Kühlkörper immer kleiner und leistungsstärker werden, um die mit der Prozessorleistung steigende Verlustleistung schnell und zuverlässig abzuführen. Denn nur eine effiziente und effektive Kühlung sichert die Funktion der Systeme dauerhaft.

Als Spezialist für applikationsspezifische Kühllösungen, mit einer umfassenden Kompetenz im Bereich Wärmeableitung entwickelt CTX passgenaue Lösungen zur aktiven oder passiven Kühlung von industriellen Computeranwendungen wie Embedded Systemen und IPC.

Sämtliche Kühlkörper sind einfach an den Transistoren bzw. an den jeweiligen Hotspots zu befestigen. Applikationsbedingte, isolierende Flächen lassen sich bereits ab Werk integrieren.

Umfassendes Produktportfolio für die Kühlung eingebetteter Systeme

Die Angebotspalette der CNC-gefertigten aktiven und passiven Kühlkörper für industrielle Computeranwendungen umfasst:
  • Kühlkörper mit Kupfer-Inlay zur direkten Installation am Hotspot
  • DC-, AC- und industrielle Lüfter, wahlweise ab Werk montiert, für die forcierte Kühlung
  • CPU-Kühler für Intel- und AMD-Prozessoren
  • flüssigkeitsgekühlte Heatspreader-Lösungen mit integrierten Kühlrohren
  • löt-, clip- oder schraubbare Leiterplattenkühler in Form von Finger-, Aufsteck- oder Kleinkühlkörpern für alle gängigen Halbleitergehäuse
  • projektspezifische, kühlende Gehäuse
  • komplette Sets aus Kühlkörper (mit/ohne Kupfer Inlay), Isolierungen, Montagebolzen, Schrauben, etc. im Blister verpackt

Kühlung für Leiterplatten

CTX bietet allein in ihrem Standardsortiment mehrere hundert Kühlkörpermodelle für die Kühlung von Leiterplattenbauteilen.

Die Wärmewiderstände der Kühlkörper decken ein Spektrum von 6 bis 72 °C/W ab. Zum Angebot zählen gestanzte Finger-, Aufsteck- und Kleinkühlkörper für die Kühlung von Bauteilen für die Durchsteckmontage (IMD = Insert Mount Device), die mit Clips, Nieten, Lötstiften oder Schrauben schnell und einfach am elektronischen Bauteil befestiget werden. Diese Kühllösungen eignen sich besonders für bedrahtete Bauteile wie Transistoren der Baugrößen TO-220 und TO-218.
Noch anspruchsvoller ist die Kühlung oberflächenmontierter Bauteile (SMD = Surface Mount Device). Sie sitzen dicht an dicht auf den Leiterplatten, so dass eine direkte Kühlung nicht möglich ist. Zudem ist die aufgrund der dichten Packung sehr hohe Wärmeentwicklung insbesondere für kleine Gehäuse problematisch. Mit seinen Niedrigprofil-Kühlkörpern der Baureihen D-PAK (TO-252), D²PAK (TO-263) und D³PAK (TO-268) bietet CTX auch für SMD-Bauteile effektive Kühllösungen. Die Kühlkörper mit ihren abgespreizten Flügelflächen werden, wie die SMD-Bauteile auch, auf die Leiterplatte aufgelötet oder aufgeschraubt und sorgen dort für indirekte Kühlung. Sie sind wahlweise als Schüttgut oder gegurtet und auf Spule (Tape+Reel) für die automatische Bestückung erhältlich.

Lüfter und Gebläse für die aktive Kühlung von Embedded Systemen und IPC

Leistungsstarke elektronische Systeme entwickeln besonders viel Wärme.

Hier hilft die aktive Kühlung mithilfe von Lüftern und Gebläsen. Sie finden sowohl alleinstehend als auch in Kombination mit einem Kühlkörper Verwendung. Die Kombination mit einem Kühlkörper zur aktiven Kühlung findet vor allem bei der Entwärmung von Leistungselektronik Anwendung. Die lüftergestützte Kühlung führt die hohen Verlustleistungen schnell von den elektronischen Bauteilen ab.

CTX vertreibt Lüfter und Gebläse der Marke Zaward/Globe Fan und berät bei Fragen nach der geeigneten Kühllösung. Neben AC- und DC-Flachlüftern gehören auch DC-Gebläselüfter zum Angebot des führenden Handelshauses für Kühllösungen. Speziell Flachlüfter sind besonders geräuscharm, energieeffizient und durchzugsstark. Ihr Volumenstrom ist sehr hoch, weshalb sie sich für den industriellen Bereich und die Kühlung elektronischer Komponenten besonders eignen.

Individuelle Geometrie

Das Design der eingebetteten Kühlkörper ist so vielfältig, wie es das jeweilige System erfordert: Rippen, Kühlrohre oder Kupfer-Inlays – der Bauraum und die Höhe der Verlustleistung geben das Design vor.

Optimale Kühlwirkung

Direkt am Hot Spot installierbare Kühlkörper mit Kupferkernen leiten die entstehende Wärme extrem schnell und zuverlässig ab.

Thermische Simulation

Bei der Konzeption der optimalen Kühllösung hilft die softwarebasierte thermische Simulation auf Basis der thermodynamischen Rahmendaten.

Kupfer am Hotspot für die besonders schnelle Wärmeableitung

Kupfer ist nicht nur ein exzellenter Strom-, sondern auch ein hervorragender Wärmeleiter.

Das rote Metall besitzt mit 395 W/(m•K) die höchste Wärmeleitfähigkeit aller Metalle und kühlt damit noch besser als das typische Kühlkörpermaterial Aluminium. Diese Eigenschaft macht sich die Kühlkörpertechnologie insbesondere beim Design von Hochleistungskühlkörpern für die Kühlung von Embedded Systemen zunutze.
Da Kupfer allerdings mit einer Dichte von 8,92 g/cm³ auch deutlich schwerer ist als Aluminium (2,71 g/cm³), wird das Material in Kühlkörpern häufig mit Aluminium kombiniert. Beispiele hierfür sind Aluminiumkühlkörper mit einem Kupfer-Inlay zur direkten Installation am Hotspot oder Flüssigkeitskühlkörper aus einer Aluminiumplatte mit eingelegten Kupferrohren, durch die die Kühlflüssigkeit strömt. In diesem Fall sitzt das zu kühlende Bauteil direkt auf dem Kühlkörper.

Optimierung mithilfe der thermischen Simulation

In der Regel wissen die Anwender der Kühlkörper aus Erfahrung, welche Art der Kühlung ihre spezielle Applikation benötigt. Wie genau der Kühlkörper jedoch dimensioniert und designt werden muss, ergibt sich erst im Gespräch mit dem Kühlkörperproduzenten und aus einer thermischen Simulation. Mit diesem analytischen Prozess lässt sich der Temperaturzustand eines elektronischen Bauteils vorausberechnen. Voraussetzung ist die Eingabe definierter thermodynamischer Randbedingungen.

Dazu gehören die zu erwartende Verlustleistung und das Design des Bauelements mit Bemaßung, sowie die Position des Hotspots, also des Moduls, Chips oder ähnlichem, an dem die Verlustleistung auftritt. Dazu kommen geometrische Einschränkungen, d. h. der zur Verfügung stehende Bauraum, sowie die für einen optimalen Betrieb maximal zulässige Oberflächentemperatur des Bauteils und die voraussichtliche Umgebungstemperatur.
Speziell bei der Entwicklung eines neuen Produkts kann eine solche thermische Simulation dazu beitragen, mögliche thermische Probleme frühzeitig zu erkennen. Zudem trägt sie durch die Optimierung des Kühlkörperdesign maßgeblich zur Einsparung von Kühlkörpermaterial und -gewicht bei. Stellt sich beispielsweise heraus, dass durch eine Veränderung der Kühlkörpergröße, des verwendeten Materials oder der Befestigungsart eine Zwangsbelüftung durch eine passive Kühlung ersetzt werden kann, spart dies in nicht unerheblichem Maß Material- und Fertigungskosten.

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Welcher Embedded-Kühlkörper Ihre Anforderungen am besten erfüllt, selektieren wir nach Ihren spezifischen Angaben.

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