Was ist ein Heatspreader?
Ein Heatspreader ist ein Metallbauteil, das die von elektronischen Bauteilen wie IC-Chips erzeugte Wärme effizient nach außen ableitet.
Wenn elektronischen Bauteilen Energie zugeführt wird, wird der größte Teil davon für den gewünschten Zweck verbraucht, aber ein Teil wird unweigerlich in Wärme umgewandelt.
Eine effiziente Verarbeitung der erzeugten Wärme ist daher notwendig, um die Leistung der elektronischen Bauteile zu erhalten.
Ein Beispiel dafür sind die plissierten Kühlkörper, die häufig in elektrischen Geräten zu finden sind, aber Heatspreader werden heute ausschließlich für elektronische Bauteile verwendet.
Anwendungen von Heatspreadern
Heatspreader werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, u. a. in CPUs, den Gehirnen elektronischer Geräte wie PCs und Servern, sowie in SoCs/FPGAs für Kraftfahrzeuge, Prozessoren für Kommunikationsgeräte und KI-Prozessoren.
SoC ist eine Abkürzung für System on Chip und FPGA ist eine Abkürzung für Field Programmable Gate Array. Es handelt sich um einen Baustein, bei dem das HPS (Hard Processor System) einschließlich der MPU, die für das künftige automatisierte Fahren unverzichtbar sein wird, in einen Chip integriert ist.
Geräte im Zusammenhang mit dem automatisierten Fahren sind derzeit eines der heißesten Themen, an dem nicht nur Automobilhersteller, sondern auch Elektrohersteller, die IT-Industrie und andere neue Marktteilnehmer beteiligt sind.
Merkmale von Heatspreadern
Heatspreader werden in serienreifen Typen aus Kupfer mit elektrolytischer Vernickelung hergestellt und durch Transferpressen verarbeitet, sowie in komplex geformten Typen, die durch eine Kombination von Stanz- und Schneidverfahren hergestellt werden.
Heatspreader sind auch leitende Platten, die als Pufferplatten zwischen dem Kühlkörper und dem Bauelement fungieren, das mit zunehmender Dichte mehr Wärme erzeugt, wie im Falle von VLSI (mehr als 100 000 Halbleiterelemente auf einem Chip).
Für Einzelfunktionstransistoren, die in Leistungsschaltungen verwendet werden, genügte es, Silikonfett aufzutragen, das als Wärmesenke bezeichnet wird, und sie direkt am Kühlkörper zu befestigen. und steigt rasch zu ganzen Systemen an.
Der Grad der Integration von Bauelementen hat jedoch rasch zugenommen, von ICs über MSI, LSI, VLSI und ULSI (mehr als 1 Million Halbleiterelemente auf einem einzigen Chip) bis hin zu ganzen Systemgeräten.
Die rasche Zunahme der Integration hat zu einem raschen Anstieg der erzeugten Wärmemenge geführt, so dass nun ein thermisch effizienteres Wärmeableitungssystem erforderlich ist.