Kunststoff-Kupfer-Kombi kühlt Komponenten

Beschichtete Wärmeverteiler schützen wärmeempfindliche Elektronik (Foto: Tarek Gebrael/illinois.edu)

Urbana-Champaign/Berkeley (pte003/23.05.2022/06:10) - Mit einem neuen Verfahren kühlen Forscher der University of Illinois http://illinois.edu und der University of California, Berkeley http://berkeley.edu Elektronik effizienter, um sie vor Schäden oder gar Zerstörung zu schützen. Sie setzen hierzu Wärmeverteiler ein, die aus einer elektrischen Isolierschicht mit dem Kunststoff Poly (2-Chlor-p-xylylol) und einer Kupferbeschichtung bestehen.

Vollständig eingehüllt

Wärmeverteiler sind Kühlsysteme, die aus Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer oder Aluminium bestehen. Diese können die von den Geräten erzeugte Wärme auf eine größere Oberfläche verteilen, wodurch es einfacher wird, sie in die Umgebung abzuleiten. "Der Vorteil der neuen Wärmeverteiler besteht darin, dass sie das elektronische Gerät vollständig einhüllen", sagt Tarek Gebrael von der University of Illinois. Dies sei mit Standard-Wärmeverteilern, die nur eine Seite eines elektronischen Geräts bedecken, unmöglich.

In der Vergangenheit hatten andere Forscher ähnliche Techniken entwickelt, die eine Überhitzung verhindern sollten, indem sie der Wärme mehr Wege öffneten, um elektronische Geräte zu verlassen. Bisher vorgeschlagene Lösungen verwenden jedoch sehr teure Materialien wie Diamant. Dies macht es schwierig, sie in großem Maßstab einzusetzen.

Bis zu 740 Prozent besser

Gebrael und seine Kollegen haben in einer Reihe von Tests festgestellt, dass sie extrem gut abschnitten. Die Kühlleistung war im Vergleich zu heute verwendeten luftgekühlten Standard-Kupferkühlkörpern um bis zu 740 Prozent effizienter. Damit ist es möglich, mehr Elektronik auf kleinerem Raum ohne Überhitzungsprobleme unterzubringen, was für die Schaffung der Plattformen moderner Technologien wie Künstliche Intelligenz und Augmented Reality unbedingt nötig ist, so Gebrael.

"Wir untersuchen jetzt die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit unserer Beschichtungen in bestimmten Umgebungen wie feuchte Hitze, heiße dielektrische Flüssigkeiten, thermische Zyklen und Hochspannungsumgebungen über lange Zeiträume. Wir wollen sicherstellen, dass unsere Wärmeverteiler ihre überlegene Kühlleistung über einen langen Zeitraum behalten", resümiert Gebrael.

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