Weg mit der Wärme Kühlkörper für Ihre Elektronik

Kühlkörper nehmen die Wärme von einem elektronischen Bauteil auf und geben sie an die Umgebung ab. Sie bestehen dazu aus einem wärmeleitfähigen Material, z. B. Aluminium oder Kupfer, und verfügen über eine große Oberfläche, z. B. Rippen oder Lamellen. Das Aufbringen von TIM (Thermal Interface Material) reduziert Unebenheiten zwischen Kühlkörper- und Bauteiloberfläche und verbessert den Wärmeübergangswiderstand deutlich. In der Kombination mit einem Lüfter steigt die Kühlleistung zusätzlich.

Das gängigste Kühlkörpermaterial ist Aluminium. Es verfügt über eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 210 W/mK, ist mit einem spezifischen Gewicht von 2,7 g/cm3 sehr leicht und zu einem moderaten Preis erhältlich. Typischerweise kommt Aluminium als Strangpress- oder Druckgusslegierung zum Einsatz – in Einzelfällen (speziell für kaltfließgepresste LED-Kühlkörper) auch als Reinaluminium. Kupfer ist ebenfalls ein beliebtes Material für Kühlkörper. Es ist mit bis zu 400 W/mK ein hervorragender Wärmeleiter. Aufgrund seines höheren Preises und höheren spezifischen Gewichts von 8,96 g/cm3 wird es jedoch nur verwendet, wenn besonders hohe Wärmemengen in kürzester Zeit abgeführt werden müssen. Kupferne Kühlkörper, z. B. mit Skived Fins, werden meist mit einem Lüfter kombiniert.

Aktive Kühlsysteme nutzen bewegte Medien wie Luft oder Wasser und erbringen eine hohe Wärmeabfuhr. Ein Beispiel sind Lüfter. Sie erbringen eine hohe Kühlleistung, können jedoch geräuschintensiv sein und sind staubanfällig sowie wartungsintensiv. Anders ist das Beispiel der Flüssigkeitskühlkörper. Bei ihnen zirkuliert ein Kühlmedium in einem geschlossenen System. Passive Kühllösungen nutzen die natürliche Wärmeleitung und Konvektion. Dadurch sind sie wartungsfrei und können thermisch auf die Anwendung hin optimiert werden.

Kühlkörper können mit Clips, Nieten, Lötstiften oder Schrauben befestigt werden. Welche Montageart sich am besten eignet, ist abhängig von der Art des Kühlkörpers, der Anwendung und der benötigten Stückzahl. Montageclips- und Federn reduzieren lohnintensive Tätigkeiten bei hohen Stückzahlen. Sie sind die bevorzugte Befestigungsart für extrudierte Leiterplatten- und Aufsteckkühlkörper. Fingerkühlkörper werden typischerweise bereits während der Fertigung mit integrierten Lötfahnen versehen. Auch andere Kühlkörpervarianten können mithilfe von Lötpins montiert werden. Sind Kühlkörper Vibrationen oder Erschütterungen ausgesetzt, wie beispielsweise in der Bahntechnik, stellen Schrauben die sicherste Verbindung dar.