Kühllösungen für die Leistungselektronik von CTX

Kompakter und schneller – das sind die Vorgaben für Leistungselektronik. Damit stehen auch die Anforderungen an applikationsspezifische Kühllösungen fest: Sie müssen ebenfalls kleiner, dabei aber extrem leistungsstark sein, um die hohen Verlustleistungen der Prozessoren schnell abführen zu können und damit die Leistung des jeweiligen Geräts dauerhaft zu sichern. Hochleistungskühlkörper von CTX können das!

Dabei ermöglichen modernste Fertigungstechnologien wie beispielsweise das Reibrührschweißen oder das Schaben von Lamellen aus dem Block die Herstellung von Kühlkörpern mit extrem großer wärmeleitender Oberflächen auf kleinstem Raum. Gleichzeitig minimieren oder eliminieren sie den Wärmewiderstand zwischen Kühlkörperbasis und Kühlrippen.

Interessiert? Dann sprechen Sie uns an! Wir finden auch für Ihre Elektronikanwendung die passende Kühllösung.

Applikationsspezifische Lösungen

Hochleistungskühlkörper sind in Form und Funktion immer perfekt auf das zu kühlende Bauteil zugeschnitten – garantiert.

Leistungsstark und kompakt

Maximale Kühlkörperoberfläche auf minimaler Übertragungsfläche – damit überzeugen die CTX-Kühllösungen für die Leistungselektronik.

Äußerst wirtschaftlich

Hochleistungskühlkörper erreichen fast dieselbe Leistung wie Flüssigkeitskühlkörper, sind dabei jedoch wesentlich kosteneffizienter.

Rippenkühlkörper – die klassische Kühlkörper-Bauform

Profil Kühlkörper

Die Aufgabe eines Kühlkörpers ist die schnelle, effiziente Entwärmung von Leistungselektronik. Voraussetzung hierfür ist eine möglichst große wärmeleitende Oberfläche. Die klassische Kühlkörperbauform ist daher der Rippenkühlkörper. In den unterschiedlichsten Ausprägungen: Je nach Anwendungsfall, also je nach erforderlicher Kühlleistung und zur Verfügung stehendem Bauraum, kommen unterschiedliche Materialien, Kühlkörperdesigns und Fertigungsmethoden zum Einsatz.
Kühlkörperbasis und -rippen können wahlweise mittels Druckgussverfahren in einem Stück gefertigt, mit einander verpresst, verklebt oder hartgelötet werden. Relativ neue Methoden sind das Reibrührschweißen, das Kaltfließpressen und das Ausschaben der Rippen aus dem Block.

Skived Fins – Effiziente Kühlung für Small Form Factor Systems

Elektronische Systeme mit Bauhöhen unter 30 mm, allen voran industrielle Computer mit besonders kleinen Gehäusen (small form factor systems), stellen besonders hohe Anforderungen an die spezifische Leistungsdichte eines Kühlkörpers. Typische Kühllösungen für diesen Anwendungsfall sind Skived Fin Kühlkörper. Bei ihnen werden die Kühlrippen aus einem Aluminium- oder Kupferblock herausgeschabt. Diese spezielle Fertigungstechnik erlaubt besonders feine Rippen und eine hohe Rippendichte. Zudem sind die einzelnen Lamellen bei dieser Herstellungsmethode überganglos mit der Kühlkörperbasis verbunden – ganz ohne die thermischen Widerstände, die unvermeidlich bei Löt-, Kleb- oder Pressverbindungen auftreten.

Skived Fin Kühlkörper werden aufgrund ihrer hohen Kühlwirkung vor allem als CPU-Kühler in Serveranlagen eingesetzt – in der Regel als aktive Kühllösung in Kombination mit Systemlüftern, die für einen forcierten Luftstrom sorgen.

Da die Werkzeugkosten vergleichsweise gering ausfallen, eignet sich dieses Verfahren auch für Serien mit geringen Stückzahlen.

Skived Fin Kühlkörper

Reibrührschweißen – Die Fertigungstechnologie für leistungsstarke Kühllösungen

Kühlkörper für die Leistungselektronik werden zunehmend mittels Reibrührschweißen (engl.: Friction Stir Welding, kurz FSW) gefertigt. Das innovative Kaltschweißverfahren wird zur Verbindung mehrerer Kühlkörperbasismodule eingesetzt. So können große Kühlkörperbreiten bei gleichzeitig großer Rippenhöhe erreicht werden. Es ist eine recht junge Technologie, die erst 1991 erfunden wurde, und eignet sich speziell für die Herstellung von Kühlkörpern aus Aluminium.

Beim Reibrührschweißen erzeugt ein verschleißfestes, rotierendes Werkzeug so viel Wärme und Druck, dass die erwärmten Materialien quasi miteinander verrührt werden. Die so entstehenden Schweißnähte sind hochfest, absolut dicht und besitzen eine optimale Wärmeleitfähigkeit. Da unterhalb der Schmelzpunkte der Werkstücke gearbeitet wird, kommt es zu keinerlei Veränderungen des Materialgefüges und zu lediglich marginalen Verzugserscheinungen.

Vorteile:

  • weder Zusatzwerkstoffe noch Schutzgase erforderlich
  • gleichmäßige, hochbelastbare Schweißnähte
  • keine Schweißporen
  • absolut dichte Verbindungen
  • relativ niedrige Temperaturen und damit wenig Verzug
  • gleichmäßige Wärmeleitfähigkeit

Hartgelötete Hochleistungskühlkörper

Hartgelötete Hochleistungskühlkörper bieten dieselben technischen Eigenschaften wie Druckgussprofile, sind aber bis zu 40 % leichter und kompakter. Denn anders als bei herkömmlichen Kühlkörpern in Modulbauweise, bei denen die einzelnen Elemente verklebt oder kaltgeschweißt werden, treten bei hartgelöteten Kühlkörpern keine mechanischen oder thermischen Lücken an der Basis der Kühlrippen beziehungsweise zwischen den einzelnen Kühlkörperkomponenten auf. Denn beim Hartverlöten wird die Molekularstruktur der einzelnen Module bei hohen Temperaturen miteinander vernetzt. Das Ergebnis: Minimalste Übergangswiderstände.

Bis zu 40%
leichter und
kompakter

Kaltfließpressen –
Herstellungsverfahren mit gewissen Vorzügen

Kaltfließgepresste Kühlkörper aus Reinaluminium (AL1070/AL1050) oder Reinkupfer (CU1100/CU1020) besitzen exzellente thermische und mechanische Eigenschaften. Ihre spezielle Rippenform und deren Anordnung sorgen für sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten. Dies führt bereits bei natürlicher Konvektion zu optimalen Kühlleistungen. Ebenfalls günstig auf die Kühlwirkung wirken sich die extrem homogene Materialstruktur und das besonders dichte Gefüge aus. Sie steigern die thermische Leitfähigkeit. Obwohl typischerweise rund und symmetrisch aufgebaut, sind auch individuell geformte Fließpressteile herstellbar. Eine Nachbearbeitung ist aufgrund der hohen Oberflächenqualität und Formgenauigkeit nicht erforderlich.
Kaltfließgepresste Kühlkörper eignen sich damit hervorragend für die Kühlung von Hochleistungs-LEDs, können aber auch in zahlreichen anderen Anwendungen kleinere Aluminium-Druckguss-Kühlkörper ersetzen.

Erfahren Sie hier mehr über Kaltfließgepresste Kühlkörper!

SuperPower-Kühlkörper – leicht und kompakt

Mit den hocheffizienten SuperPower-Hochleistungskühlkörpern bietet CTX eine kostengünstige Alternative zu Flüssigkeitskühlkörpern. Die SuperPower-Kühlkörper besitzen die gleichen technischen Eigenschaften wie herkömmliche Stranggussprofile, sind jedoch um bis zu 40 % leichter und kleiner als diese. Sie erreichen bei deutlich niedrigeren Kosten fast die gleiche Kühlleistung wie Flüssigkeitskühlkörper und werden daher beispielsweise in USV/UPS-Anlagen in Rechenzentren eingesetzt. CTX Thermal Solutions bietet ein breites Produktspektrum an SuperPower-Kühlkörpern für die Leistungselektronik.

Hier finden Sie unseren Produktflyer zu den SuperPower-Kühlkörpern:

SuperFins – Hochleistungskühlkörper mit eingepressten Rippen

Besonders leistungsstark und kompakt sind die SuperFins-Hochleistungskühlkörper mit Kupfer- oder Aluminiumbodenplatten und eingepressten Rippen. Gegenüber den SuperPower-Kühlkörpern lässt sich die Oberflächentemperatur um bis zu weiteren 20 % reduzieren. SuperFins eignen sich damit ideal für den Einsatz in Applikationen, bei denen eine starke Wärmeentwicklung auftritt, zum Beispiel in der Rundfunktechnik, bei der Stromübertragung oder UPS-Systemen, und sind damit sogar eine effiziente Alternative zu Flüssigkeitskühlkörpern.


ÜBER CTX THERMAL SOLUTIONS

Als Full-Line-Anbieter mit einem außergewöhnlich breiten Angebot an passiven und aktiven Kühlelementen hält CTX Thermal Solutions für fast jede Aufgabenstellung die richtige Lösung bereit. Basis sind eine umfassende technische Kompetenz und langjährige Erfahrung in Konzeption und Vertrieb von Kühllösungen für das effektive Wärmemanagement von Hochleistungselektronik. Die Auswahl der geeigneten Kühltechnologie erfolgt auf Basis der Kundendaten sowie aus einer möglichen thermischen Simulation. Die hohen Qualitäts- und Umweltstandards werden durch die Zertifizierungen nach ISO 2009:2015 und ISO 14001:2009 gewährleistet.

Wir erarbeiten gern gemeinsam mit Ihnen eine applikationsspezifische Lösung.
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  • CTX Thermal Solutions GmbH
    Lötscher Weg 104
    41334 Nettetal

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