Wärmemanagement in der Elektronik

Die Qualität und Lebensdauer elektronischer Geräte wird wesentlich durch deren thermische Beanspruchung bestimmt. Thermische Überlastung ist die häufigste Ausfallursache in der Elektronik. Bereits in einer frühen Entwicklungsphase der Elektronik lassen sich thermische Belastungen erkennen und mit optimiertem Wärmemanagement reduzieren. Qualität, Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Geräte können damit erhöht werden. Entwicklungszeit und Kosten lassen sich reduzieren.

Das Seminar gibt einen Überblick über aktives und passives Wärmemanagement in der Elektronik. Für die thermische Analyse elektronischer Systeme stehen eine Reihe von innovativen Mess- und Simulationsmethoden zur Verfügung. Diese werden im Seminar durch Vorträge und praktische Beispiele vorgestellt.

Die Teilnehmer lernen die Grundlagen und Innovationen aus dem Bereich der Elektronikkühlung und der thermischen Analyse in der Elektronik kennen. Mess- und Simulationstechniken können hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeit und Genauigkeit bewertet werden.
Es werden verschiedene Messverfahren vorgestellt, mit denen thermische Widerstände von Bauelementen und Interfacematerialien zerstörungsfrei bestimmt werden können. Besonderheiten bei der thermischen Analyse in der Elektronik mit der Thermokamera und Thermoelementen werden behandelt.
Die Teilnehmer lernen die Möglichkeiten innovativer Umweltsimulationen thermischer Interfacematerialien (TIM) zur Lebensdauervorhersage kennen. Es werden praktische Beispiele gezeigt. Auf Wunsch werden aktuelle Projekte der Teilnehmer diskutiert.

Das Seminar richtet sich an Ingenieure und Physiker aus dem Bereich der Hardware-Elektronikentwicklung sowie aus dem Umfeld der Elektromobilität.

Montag, 13. und Dienstag, 14. Mai 2024
9.00 bis 12.15 und 13.45 bis 17.00 Uhr

1. Einführung: Physikalische Grundlagen der Wärmeübertragung (A. Griesinger)
– Wärmeleitung, Wärmespreizung, thermischer Kontaktwiderstand
– konvektive Wärmeübertragung und Wärmestrahlung
– Grundgleichungen für überschlägige Berechnungen

2. Wärmemanagement in der Elektronik: Überblick über aktive und passive Kühlmaßnahmen in der Elektronik (P. Fink)
– Trägertechnologien: Leiterplatte, IMS, Keramik
– Thermal Vias, Cu-Inlay-Technik
– Entwärmungsstrategien für elektronische Bauelementen und Baugruppen
– thermische Widerstandsketten von AVT Technologien
– Lüfter
– Wasserkühlung, Wärmeübertrager

3. Kühlkörper und Heatpipes (A. Griesinger)
– Auslegung von Rippen und Baseplate eines Kühlkörpers
– Materialien und Oberflächen
– optimale Befestigung
– Bewertung der Leistungsfähigkeit von Kühlkörpern
– Wirkungsweise, Anwendung und Auswahl von Heatpipes

4. Thermische Interfacematerialien (R. Liebchen)
– Auswahl thermischer Interfacematerialien (TIM)
– thermischer Kontaktwiderstand mit und ohne Thermischem TIM
– praktische Tipps für die Anwendung von Thermischen Interfacematerialien (Gap Filler, Pasten, Pads, Klebstoffe und Phase Change-Materialien)
– Überblick über Mess- und Versuchsmethoden zur Untersuchung der Lebensdauer von TIM

5. Besichtigung des Wärmeübertragungs-Labors an der:
Dualen Hochschule Baden-Württemberg Stuttgart, Abfahrt: 14.30 Uhr