Einem optimierten Wärmemanagement für Elektronikbaugruppen kommt im Hinblick auf die Systemzuverlässigkeit elektronischer Baugruppen eine wesentliche Bedeutung zu.
Ziel des Forschungsvorhabens war es, ein nichtmetallisches und halogenfreies Entwärmungskonzept mit technologischem, wirtschaftlichem und ökologischem Potenzial zu entwickeln. Das neuartige Entwärmungskonzept, das die thermische Anbindung leistungsbehafteter Bauelemente an das Schirmungsblech mit Hilfe einer Polysiloxanpaste vorsieht, vereint im Vergleich zur konventionellen Entwärmungslösung zahlreiche Vorteile: Einerseits können die Montage- und Materialkosten durch das automatisierte Auftragen der Polysiloxanpaste (z. B. durch Siebdruck oder Dispensen) im Vergleich zur aufwendigen Befestigung von Wärmepads und Aluminiumkühlkörpern auf einzelnen Bauelementen wesentlich verringert werden. Andererseits kann durch den Verzicht auf erhabene Aluminiumkühlkörper und die Nutzung des Schirmungsblechs als Wärmesenke eine deutlich geringere Bauhöhe realisiert werden, was sich für die Integration der Baugruppe in einen Flachbildfernseher als großer Vorteil herausstellt.
rechts: Hotspots temperaturempfindlicher Baugruppen im Thermobild
Zudem werden durch die Verwendung eines vollständig geschlossenen Schirmungsbleches die EMV-Eigenschaften der Baugruppe stark verbessert. Neben der Optimierung des thermischen Verhaltens und der ökonomischen Optimierung elektronischer Baugruppen war die Umweltverträglichkeit der entwickelten Technologie ein wichtiger Gesichtspunkt. Das Konzept bietet durch die Integration der Kühl- und Abschirmwirkung der eingesetzten Bleche eine deutliche Einsparung an Material gegenüber den derzeit üblichen Konzepten mit getrennten Kühlkörpern bzw. Kühlblechen und zusätzlichen Abschirmblechen. Ein wichtiger Beitrag zur ökologischen Verbesserung ist die weitgehende Gefahrstofffreiheit der entwickelten Pastensysteme. Dieses Entwärmungskonzept eröffnet neue Möglichkeiten der Systemgestaltung. So erlaubt es die optimierte Wärmeabfuhr, auf Baugruppenebene höher integrierte Bauelemente mit höheren Verlustwärmen einzusetzen. Dies führt zu einer wesentlichen Steigerung der Baugruppenfunktionalität und ermöglicht die Integration zusätzlicher Funktionen.
