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Fischer Elektronik

Kühlende Lamellen

24. Mai 2016, 10:35 Uhr | Ralf Higgelke

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Lamellen vergrößern Oberflächen

Besonders wenn ein System mittels Kühlkörper und zusätzlicher Lüftermotoren oder Luftströmungen aktiv gekühlt werden soll, sind diese engmaschigen Kühlkörperprofile gefragt und gefordert. Die »Lamellenkühlkörper« (Bild 1), auch als »Bonded Fin«-Kühlkörper bezeichnet, liefern hierzu recht effiziente Lösungsmöglichkeiten. Gerade bei erschwerten wärmetechnischen Belangen und schwierigen Einbaubedingungen, sind deren Kühlperformance ansonsten oftmals nur durch speziell angefertigte Kühlkörper realisierbar.

Lamellenkühlkörper lassen sich mit einem Zungenverhältnis von bis zu 40:1 und höher herstellen und individuell auf die kundenspezifischen Erfordernisse adaptieren. Bonded-Fin-Kühlkörper und die damit verbundene hohe Rippendichte, die volumetrisch größere Oberfläche, sorgen für mehr Effizienz bei Anwendungen mit hoher Leistung unter erzwungener Konvektion. Je mehr Oberfläche dem Kühlkörper zur Wärmeabfuhr zur Verfügung steht, desto mehr Verlustwärme wird von den elektronischen Bauelementen aufgenommen und an die Umgebungsluft abgeführt.

Die Basisplatten (Bodenseite) der Lamellenkühlkörper bestehen entweder aus genuteten Strangpressprofilen oder aus einer sehr gut wärmeleitenden Aluminiumlegierung (EN AW 6060). In diese Nuten werden in einem speziellen Herstellungsverfahren die Aluminiumlamellen eingepresst und zusätzlich mit einem speziellen Wärmeleitkleber aufgefüllt, um Lufteinschlüsse zu vermeiden.

Hierdurch entsteht eine sehr gute thermische Anbindung zwischen der Basisplatte und den einzelnen Rippen. Die verschiedenartigen Ausführungen der Lamellenkühlkörper gibt es mit einseitigen als auch doppelseitigen exakt plangefrästen Halbleitermontageflächen. Die recht kompakte Bauweise der Lamellenkühlkörper lässt sich für spezielle Applikationen auch mit Kupfermaterial realisieren. Die Basisplatte aus Kupfer fungiert hierbei aufgrund der wesentlich höheren Wärmeleitfähigkeit als Wärmespreizer und liefert für etliche Anwendungen einen echten Mehrwert.

Die geometrischen Abmessungen, die Materialstärke der Basisplatten und auch die einzelnen Kühllamellen sind nach kundenspezifischen Vorgaben umsetzbar. Die maximale Kühlkörperbreite und -länge liegt bei 400 mm bei einer Basisplattendicke von maximal 30 mm. Der minimale Rippenabstand zwischen den einzelnen Kühlrippen beträgt 2 mm bei einer maximalen Rippenhöhe von 120 mm, wobei die Rippenstärke 0,8 mm, 1 mm, 1,5 mm oder 2 mm betragen kann. Unterschiedliche Rippenhöhen oder einzelne Lamellen mit Befestigungsmöglichkeiten zur Lüftermontage, plangefräste Oberflächen sowie mechanische Bearbeitungen lassen sich nach kundenspezifischen Vorgaben ausführen.

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Besonders für Entwärmungprobleme im Bereich der LED-Technik finden individuell gestaltbare runde Lamellenkühlkörper Anwendung (Bild 2). Um die LED aufnehmen zu können, bestehen diese Kühlkörper aus einem Aluminiumvollkern mit umlaufenden Nuten, in die über die bereits genannte Press-/Klebeverbindung Aluminiumbleche zur Wärmeableitung eingebracht sind. Den Kerndurchmesser zur LED-Aufnahme, die Blechanzahl, -dicke und -geometrie kann man nach Kundenvorgaben beliebig an alle gängigen LED-Module sowie Größen anpassen.

Aufgrund der gegebenen Designfreiheiten lassen sich unter anderem komplette LED-Systeme inklusive Reflektor und dazugehörigem LED-Halter integrieren, aber auch Lüftermotoren zur aktiven Entwärmung. Aufnahmekerne zur Wärmespreizung aus Kupfer oder Varianten mit aufgesetzten Kühllamellen sind gleichermaßen umsetzbar. In puncto Gewichtseinsparung zeigen Lamellenkühlkörper mit umlaufenden oder aufgesetzten Blechrippen nicht nur für die LED-Technik Vorteile.