Radio im Außenbereich – Fallstudie

Einführung

Ein Hersteller von Outdoor-Ausrüstung suchte Aavid, Thermal Division der Boyd Corporation, um Hilfe. Der Kunde gestaltet und produziert Technologieplattformen für Wachstumsmärkte, die gewinnbringende Geschäftsmodelle vorantreiben und eine flächendeckende Konnektivität ermöglichen. Angesichts der Herausforderung, ein neues Punkt-zu-Punkt-Radio für den Außenbereich zu entwickeln, wandte sich der Kunde an Aavid.

Herausforderung

Der Kunde entwickelt ein neues Punkt-zu-Punkt-Radioprodukt. Es handelt sich hierbei um ein Outdoor-Produkt, das hoch oben auf einer Stange montiert ist.

Das aktuelle Design umfasst ein PCB mit sechs Schichten. Alle Komponenten befinden sich auf einer Seite des Boards. Die Vorderseite der Komponenten befindet sich im Inneren des Produkts, in einem fünfseitigen Plastikgehäuse. Die sechste Seite des Gehäuses ist der Kühlkörper.

Die Rückseite des Boards bildet eine Schnittstelle mit dem Kühlkörper. Hierfür wird ein komprimierbarer Wärmepad verwendet.

Aavids Zielsetzung ist es, den potenziellen Erfolg der Wärmelösung zu verifizieren und das Design des Kühlkörpers zu optimieren.

Lösung

Aavid wurde mit Folgendem beauftragt:

• Erstellung eines thermisches CFD-Modell des vorhandenen Produkts und Implementierung von PCB-Wärmeeigenschaften.
• Erstellung eines Packstückebene-Modells für alle kritischen Komponenten, Anwendung von Wärmewiderständen und -energie.
• Berechnung interner und externer Wärmestrahlungspfade. Simulieren Sie den Basisfall und analysieren Sie Temperaturdaten, identifizieren Sie Hotspots und erkunden Sie Verbesserungen.
• Entwurf Kühlkörper für Gesamtleistung von 45W, um die interne Gehäusetemperatur auf 85°C mit einer externen Umgebung von 55°C zu begrenzen (max 30°C Anstieg).
• Optimierung des Kühlkörperdesigns u. a. in puncto: Rippen, Abstand, Materialien, Basisdicke, Herstellungsprozess, Größe usw.

Die Ergebnisse

Aavid entdeckte Folgendes:

• Für die Gesamtleistung von 45W bei 55°C Umgebung, mit der Zugabe von Cu-Schicht und Al-Spreader sind alle Komponenten unter der maximalen Junction-Temperaturgrenze.
• Die Umgebungstemperatur innerhalb des Gehäuses liegt deutlich unter 85 °C, wobei das vorgeschlagene Kühlkörperdesign einer Umgebungstemperatur von 55 °C ausgesetzt ist.
• Die Form des Gehäuses ähnelt in thermischer Hinsicht der abgebildeten Form.

Aavid war in der Lage, den vorgeschlagenen Kühlkörper herzustellen und half bei der Markteinführung eines erfolgreichen Projekts.

Haben Sie Fragen? Wir sind bereit zu helfen!