MacDermid Alpha Electronics Solutions hat erfolgreich eine effiziente Wärmemanagementlösung für eine 5G-Anwendung in China implementiert. Electrolube als Teil des Unternehmens wurde mit einer komplexen Wärmemanagement-Herausforderung für das Design einer Basisstation konfrontiert, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit und langfristige Zuverlässigkeit bieten sollte.
5G-Basisstationen basieren auf fortschrittlicher Antennentechnologie in Form von massiven MIMO-Antennen, die mehr Daten gleichzeitig über ein breiteres Mobilfunkspektrum, die sogenannten mm-Wellen-Frequenzen, senden und empfangen. Obwohl sie als „massiv“ bezeichnet werden, sind diese Antennen ähnlich groß wie die 4G-Antennen. Die 5G-Technologie bietet also eine höhere Effizienz, ohne dass die physische Größe zunimmt; ein anhaltender Trend in der Elektronikindustrie, der eng mit dem rasanten Wachstum bei der effizienten Nutzung von Wärmemanagementmaterialien zusammenhängt. Während die Energieeffizienz bei der Datenübertragung steigt, ist der Stromverbrauch von 5G-Basisstationen viel höher als der einer 4G-Station, was wiederum die Notwendigkeit einer effektiven Wärmeableitung zur Vermeidung von Überhitzung unterstreicht. Das Wärmemanagement ist ein entscheidendes Element für die Zuverlässigkeit und Leistung von 5G, und die Anforderungen an die Wärmeableitung müssen bereits in der Entwurfsphase berücksichtigt werden.
Der Gap Filler GF400 von Electrolube hat sich als äußerst erfolgreiches Material für thermische Schnittstellen erwiesen, um die Wärmeentwicklung in einem vielseitigen 5G-Basisstationsdesign zu reduzieren. GF400 ist ein Material, das für die Verwendung mit höherer Dicke als ein Standardmaterial für thermische Schnittstellen ausgelegt ist. Es bietet eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, behält aber auch bei diesen höheren Dicken seine Stabilität bei und gewährleistet eine effiziente und zuverlässige Wärmeübertragung. Die Basisband-Einheit ist ein wichtiger Bestandteil der Verarbeitung von Basisbandsignalen, erhöht die Kapazität und verringert die Latenzzeit. Bei hohen Temperaturen tritt auch die Elektromigration verstärkt auf, das Rauschen ist intensiver, eingebettete Antennen strahlen weniger stark auf den gewünschten Frequenzen ab, und eine Vielzahl anderer Probleme treten in 5G-Systemen auf. Lösungen für diese Herausforderungen müssen auf der Leiterplattenebene und durch den Einsatz von Wärmemanagementlösungen angegangen werden. Der zweikomponentige, flüssige Gap-Filler auf Silikonbasis besitzt eine hervorragende thermische Leitfähigkeit (4,0 W/m-K). Mit einem breiten Betriebstemperaturbereich von –50 bis +200°C und seiner Flammwidrigkeit ist GF400 ein unentbehrliches Material, das zur Wärmeableitung von komplexen Geometrien eingesetzt werden kann. Nach der Aushärtung bildet es ein Elastomer mit niedrigem Modul, das auch mechanische Spannungen bei Lastwechseln, wie sie auf Grund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien entstehen, absorbieren kann. Die Eigenschaften machen es zu einem der leistungsstärksten Wärmemanagementprodukte für die Wärmeableitung in Daten- und Telekommunikationsnetzwerkanwendungen. Die Vorteile sind ein geringerer Ausdehnungskoeffizient, ein niedrigerer E-Modul, eine bessere Langzeitstabilität und eine verbesserte Kosten-/Leistungs-Bilanz, was es an die Spitze der Wärmemanagementangebote für die vernetzte Welt bringt.
