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Tubos termosifones bifásicos para mejorar la disipación de calor

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Tubos termosifones bifásicos para mejorar la disipación de calor AT&S ha demostrado un enfoque innovador de asociar mini tubos termosifones bifásicos (heat pipes – HP) al cuerpo de una tarjeta de circuito impreso (PCB) para crear un módulo de gestión de calor completo.

La compañía ha fabricado varias muestras de demostrador de PCB con los tubos termosifones bifásicos – caloductos en miniatura.

Se utilizaron diversas estrategias para unir los caloductos y la PCB. En todos los experimentos, el concepto HP-PCB ayudó a incrementar el rendimiento térmico del sistema en comparación con tecnologías actuales.

Según AT&S, esta técnica se puede aplicar en “prácticamente cualquier aplicación electrónica donde se requiera disipación o “guiado” de calor, especialmente en lugares con restricciones de espacio”. Ejemplos de aplicación se encuentran en aviación, automoción y servidores.

La disminución de tamaño (miniaturización) y el aumento de densidad de potencia son aspectos esenciales en las aplicaciones electrónicas modernas. La vida operativa se puede ver mermada drásticamente por el incremento de temperatura, aunque sean unos pocos grados. Además, el aislamiento de toda la PCB (ante la presencia de humedad y polvo) hace que la disipación de calor sea un reto todavía mayor.

La gestión térmica state-of-the-art en la PCB se realiza básicamente añadiendo más cobre a la estructura de la tarjeta de circuito impreso, como capas de cobre “gruesas”, PHT, vías de láser rellenas de cobre e, incluso, incrustación de cobre. Estos métodos pueden dotar de una buena disipación de calor, pero conlleva algunas dificultades, consecuencia del grosor de la capa de cobre.

Los caloductos, gracias a su mayor capacidad de transferencia de calor con menor cantidad de masa, pueden “guiar” el calor de manera eficiente a través de la superficie de la PCB. Además, los tubos termosifones bifásicos son los suficientemente pequeños para facilitar su incorporación en la PCB. Su grosor se sitúa entre 400 µm y 2 mm. AT&S usa su know-how en componentes embebidos y tecnología 2.5D a la hora de asociar mini tubos con la PCB.

AT&S está buscando socios que quieran colaborar en este proyecto y deseen testar la tecnología HP-PCB.

Trabajando con los tubos termosifones bifásicos

La aplicación de los mini caloductos directamente en la PCB aporta mayor libertad de diseño a la hora de implementar componentes sensibles al calor, como sensores y MEMS, cerca de dispositivos que generan calor, como transistores.

Los tubos termosifones bifásicos – caloductos son componentes pasivos capaces de transportar calor a grandes distancias de forma más eficaz que los conductores clásicos.

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