Beispiele für Kühlkörpermontagearten Abbildungen sind NICHT maßstäblich! Schlechte Kühlkörpermontage Abbildungen sind NICHT maßstäblich! Beispiele für Kühlkörpermontagearten von Leistungshalbleitern Abbildungen sind NICHT maßstäblich! Beispiele für TO220- und TO3-Montage Abbildungen sind NICHT maßstäblich! Beispiele für Kühlkörper SK12 1 Spezial-/Schraubkühlkörper SK13 17 TO220 Abbildungen sind NICHT maßstäblich! Beispiele für Kühlkörper SK12 Abbildungen sind NICHT maßstäblich! Beispiele für Kühlkörper Bild 23.31 Schraubkühlkörper SK13 Rth KU=17 K/W für Gehäuse TO220 Abbildungen sind NICHT maßstäblich! Beispiele für Kühlkörper Abbildungen sind NICHT maßstäblich! Kühlkörpermontage – Wärmeabführung Abtransport warme Luft Ventilator (Lüfter) Anschluss Befestigungshaken Kühlkörper Quelle: Vogel-Verlag Ansaugen kalte Luft Durch die Kühlrippen (Lamellen) wird die Oberfläche vergrößert und eine bessere Luftdurchströmung (Abgabe der Wärme an die Umgebung) erzielt. Im Weiteren kann der Einbau eines Ventilators für den Abtransport der Warmluft sorgen. Hierzu müssen im Gehäuse entsprechende Lüftungsschlitze oder -löcher vorhanden sein (z. B. unten Löcher zum Ansaugen der kalten Luft, oben Löcher zum Abtransport der warmen Luft). Der Ventilator (Lüfter) muss so montiert (Drehrichtung) sein, dass er die warme Luft nach oben hinaus bläst, d. h. die warme Luft absaugen nicht darauf blasen, ansonsten entsteht Hitzestau! Eloxieren Eloxal-Verfahren: Das Eloxal-Verfahren (von Eloxal, Abkürzung für elektrolytische Oxidation von Aluminium) ist eine Methode der Oberflächentechnik zum Erzeugen einer oxidischen Schutzschicht auf Aluminium durch anodische Oxidation. Dabei wird, im Gegensatz zu den galvanischen Überzugsverfahren, die Schutzschicht nicht auf dem Werkstück niedergeschlagen, sondern durch Umwandlung der obersten Metallzone ein Oxid bzw. Hydroxid gebildet. Es entsteht eine 5 bis 25 Mikrometer dünne Schicht, die vor Korrosion schützt – die natürliche Oxidschicht des Aluminiums beträgt lediglich wenige nm. Anwendung: Relativ dicke Eloxal-Schichten (20–25 µm) werden vor allem als Korrosionsschutz in der Bauindustrie, aber auch für Automobilteile und Haushaltsgegenstände eingesetzt. Ungefärbte und gefärbte dünnere Schichten (8–20 µm) dienen vorwiegend dekorativen Zwecken (beispielsweise für die Oberflächen von MP3-Playern oder für Türbeschläge) als auch zur besseren Wärmeabstrahlung bei Kühlkörpern (schwarz). Ein Spezialfall sind Harteloxal-Schichten, die wesentlich dicker und härter sind und sich nicht beliebig färben lassen. Diese werden in gekühlten (1–5 °C) Säurebädern und höheren Spannungen (bis 120 V) erzeugt und finden sich vor allem in industriellen Anwendungen, wo höchste Abriebfestigkeit und Beständigkeit (wie beispielsweise im Salzwasserbereich) gewünscht werden. Bei beiden Verfahren ist zu beachten, dass sich nicht alle Aluminiumlegierungen zum Eloxieren eignen; gut eloxierbar sind beispielsweise die Werkstoffe AlMg3 und AlMg5, im Gegensatz zum schlecht eloxierbaren AlMg4,5Mn. Wird die Oberfläche im sogenannten Plasmakeramik-Verfahren (PEO-Technologie) aufgebracht, erreichen die so bearbeiteten Aluminium-, Magnesium- oder Titan-Teile weitere Eigenschaften, die von extrem hart und abriebfest über extreme Wärmebeständigkeit hin zur Imprägnierbarkeit reichen. Das umweltfreundliche Plasmakeramik entsteht im Elektrolyt, wobei die Metalloberfläche in einer Plasmaentladung zu einer dichten, atomar haftenden Keramikschicht umgewandelt wird. Wärmeleitpaste Die Wärmeleitpaste wird oft in Verbindung mit kleinen zu kühlenden Komponenten, zum Beispiel Prozessoren und Bauteilen der Leistungselektronik eingesetzt, um den Wärmeübergang vom Bauteil zum Kühlkörper zu verbessern. Dies ist vor allem dann bedeutsam, wenn das Bauteil, das gekühlt werden soll, eine große thermische Verlustleistung (Wärmeabgabe) pro Fläche hat. Sicherheitsmaßnahmen Bei einer nicht isolierenden Montage liegt am Kühlkörper ein Potential (z. B. Kollektor) an. Bei der Montage von mehreren Bauteilen auf einem gemeinsamen Kühlkörper können diese nur isoliert montiert werden, da es sonst zu Kurzschlüssen durch die unterschiedlichen Potentiale kommt. Ist der Kühlkörper außerhalb des Gehäuses montiert, darf am Kühlkörper kein Potential stehen, d. h. es kommt nur eine isolierende Montage zum Einsatz. Es gilt oberste Sicherheit gegen direktes und indirektes Berühren, vor allem wenn es sich um höhere Spannungen handelt (z. B. wenn Netzspannungen durch die Bauteile geschaltet werden müssen). In solchen Fällen müssen Kühlkörper, die außerhalb des Gehäuses sind, geerdet werden! Funktion: Die der Wärmeableitung dienende Metallflansche von Halbleitern sind oft herstellungsbedingt (Stanzen) uneben. Ebenso enthalten die Montageflächen von Kühlkörpern durch mechanische Bearbeitung stets mehr oder weniger tiefe Rillen, Erhöhungen und Vertiefungen. Auch wenn diese klein sind, hemmen diese Hohlräume die Wärmeübertragung sehr. Wärmeleitpasten füllen diese Unebenheiten und ermöglichen somit eine bessere Wärmeübertragung vom Metallflansch des Bauteils zum Kühlkörper. Sie sind im Gegensatz zu manchen Arten von Wärmeleitpads nicht dafür gedacht oder geeignet, größere Abstände zwischen Wärmequelle und Kühlkörper zu überbrücken. DIE WÄRMELEITPASTE DIENT NICHT ALS ISOLATIONSSCHUTZ (siehe Schutzmaßnahmen)! Unebenheiten, Rillen, Hohlräume Wärmeleitpaste Kühlkörper Quelle: Europa-Lehrmittelverlag, Wikipedia Bauteilgehäuse
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