Pulsierende Heatpipes

Mit steigender Leistung und Packungsdichte elektronischer Bauteile steigt auch die Abwärme stark an. Dies führt zu gefährlich hohen Temperaturen und erhöht so das Ausfallrisiko elektronischer Geräte. Mit pulsierenden Heatpipes (PHP) können viele Entwärmungsprobleme effektiv gelöst werden. Die Vorteile:

Vielfach höherer Wärmetransport auf kleinem Raum:

Eine am Fraunhofer IPM entwickelte und gebaute PHP aus Kupfer mit Abmessungen von beispielsweise 100 x 50 x 2,5 mm³ hat eine bis zu sechsfach höhere effektive Wärmeleitfähigkeit als eine gleich große Platte aus Vollkupfer – vergleichbar mit Diamant.

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.

Stabilität und Gewicht: Der Anteil an Hohlräumen ist gegenüber herkömmlichen Heatpipes bzw. Wärmespreizern deutlich kleiner. Die Stabilität des Leiterplattenstapels z. B. gegenüber Press-Prozessen ist sehr hoch. Gleichzeitig ist das Gewicht geringer als das einer Vollplatte. Dies ist insbesondere in der Luft- und Raumfahrt ein gewichtiger Vorteil.

Extrem gute Wärmespreizwirkung auf Grund 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. System nie in ein statisches Gleichgewicht gerät. Durch die Bewegung der Segmente erfolgt der Fluidtransport von der Heißseite (Wärmequelle) zur Kaltseite und damit auch der Wärmetransport.

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