9电子产品散热技术最新发展
电子产品隔热材料发展现状及未来趋势分析

电子产品隔热材料发展现状及未来趋势分析随着科技的迅速发展和电子产品的普及,人们对电子产品的性能要求越来越高。
然而,与电子产品使用过程中产生的热量管理却成为一个挑战。
过量热量会影响电子产品的性能和寿命,因此隔热材料的发展变得至关重要。
本文将重点分析电子产品隔热材料的发展现状及未来趋势。
目前,有许多不同类型的材料可用于电子产品的隔热。
常见的隔热材料包括热导率低的硅胶、硅橡胶、陶瓷、聚酰亚胺等。
这些材料具有良好的隔热性能和热稳定性,可以有效地扩散和分散热量,从而防止电子产品过热。
此外,还有一些新型材料如石墨烯、碳纳米管等,具有优异的导热性能,被广泛用于电子产品的隔热。
然而,随着电子产品的不断升级和创新,目前的隔热材料仍然存在一些局限性。
首先,传统的隔热材料往往较厚,存在空间占用问题,不利于电子产品的轻薄化设计。
其次,传统材料的导热性能有限,很难满足高性能电子产品的散热需求。
此外,一些材料还存在耐候性差、易老化等问题。
未来,随着电子产品功能的增强和智能化的发展,对隔热材料的需求将进一步增加。
因此,隔热材料的未来趋势可以从以下几个方面预测:首先,隔热材料将更加注重薄型化设计。
随着电子产品的逐渐追求轻薄化和柔性化,对于能够提供良好隔热效果的薄型材料的需求将不断增加。
薄型隔热材料将成为未来主流,它既能减少空间占用,还能提供有效的散热性能。
其次,导热材料的发展将成为关注的焦点。
传统材料的导热性能相对较低,限制了电子产品的散热效率。
未来的导热材料将趋向于高热导率和低电阻率的方向发展。
例如,石墨烯和碳纳米管等导热材料,将成为未来隔热材料的研究热点。
第三,多功能化材料将得到广泛应用。
未来的隔热材料将不仅仅具有隔热功能,还将具备其他功能,如阻燃、耐化学腐蚀、抗氧化等。
这样的多功能化材料将能够提供更全面的保护,使电子产品更加安全可靠。
最后,环保性将成为隔热材料发展的重要方向之一。
目前,一些传统材料在制备过程中可能涉及有害物质的使用,对环境造成一定的污染。
电气设备的热管理与散热技术的最新进展

电气设备的热管理与散热技术的最新进展在当今科技飞速发展的时代,电气设备在各个领域的应用日益广泛,从消费电子到工业制造,从通信设备到新能源汽车,无一不依赖高效可靠的电气设备。
然而,随着电气设备性能的不断提升和集成度的逐渐增加,其发热问题也变得愈发严重。
过高的温度不仅会影响设备的性能和稳定性,还可能缩短设备的使用寿命,甚至引发安全隐患。
因此,电气设备的热管理与散热技术成为了保障设备正常运行的关键因素。
近年来,这一领域取得了一系列令人瞩目的进展,为电气设备的发展注入了新的活力。
一、电气设备热产生的原因及影响电气设备在工作过程中,电能的转换和传输不可避免地会产生热量。
例如,在集成电路中,电子的流动会与晶格发生碰撞,导致能量损耗并转化为热能;在电机中,电流通过绕组时的电阻损耗以及铁芯中的磁滞和涡流损耗都会产生大量的热。
此外,设备内部的元件之间以及元件与周围环境之间的热阻也会阻碍热量的散发,进一步加剧了温度的升高。
高温对电气设备的影响是多方面的。
首先,它会降低电子元件的性能,例如导致电阻值的变化、电容的漏电增加以及半导体器件的载流子迁移率下降等,从而影响设备的精度和可靠性。
其次,高温会加速材料的老化和氧化,缩短设备的使用寿命。
在极端情况下,过高的温度还可能导致设备的短路、起火甚至爆炸,造成严重的安全事故。
二、传统散热技术及其局限性为了应对电气设备的发热问题,传统的散热技术主要包括自然对流散热、强制风冷散热和液冷散热等。
自然对流散热是最简单也是最常见的散热方式,它依靠空气的自然流动来带走热量。
这种方式无需额外的动力装置,成本低,但散热效率也相对较低,适用于发热量较小的设备。
强制风冷散热则通过风扇等装置强制推动空气流动,增加了空气与散热表面的接触速度和流量,从而提高了散热效率。
然而,风扇的运行会产生噪音,而且在一些灰尘较多的环境中,风扇容易吸入灰尘,影响散热效果。
液冷散热则利用液体的高比热容和良好的导热性能来吸收和传递热量。
电脑散热技术的发展趋势

电脑散热技术的发展趋势随着电脑性能的不断提升和使用需求的增加,电脑散热成为了一个重要的技术问题。
良好的散热系统能够保证电脑的稳定性和寿命,而不断发展的散热技术也为我们提供了各种解决方案。
本文将介绍电脑散热技术的发展趋势。
一、新型散热材料的应用在过去,常见的电脑散热材料主要是铝和铜,它们具有良好的散热性能。
然而,随着技术的发展,新型散热材料开始逐渐应用于电脑散热领域。
比如,石墨烯具有优异的导热性能和导电性能,被认为是一种理想的散热材料。
未来,我们可以预见,新型散热材料的应用将会进一步提高电脑散热效果。
二、液冷技术的发展液冷技术作为一种高效的散热方式,已经在一些高性能电脑中得到了应用。
液冷系统通过将冷却液流经电脑内部的散热部件,将产生的热量带走,达到散热的效果。
未来,随着技术的进一步成熟和价格的下降,液冷技术有望在更多的电脑中得到推广和普及。
三、风扇技术的创新风扇作为电脑散热系统中的核心组件,其性能的提升对于电脑散热效果的改善至关重要。
传统的机械风扇通过旋转产生气流,达到散热的目的。
然而,这种风扇存在噪音大、易损坏等问题。
随着技术的发展,静音风扇、无刷风扇等新型风扇逐渐应用于电脑散热系统中,改善了散热效果的同时降低了噪音和维护成本。
四、热管技术的改进热管是一种高效的散热装置,通过液体的蒸发和冷凝过程,将热量从热源传导至散热器。
目前,热管技术已经在一些高性能电脑中得到了应用,并取得了显著的散热效果。
未来对热管技术的研究和改进将进一步提高其散热效果,并推动其在更多场合的应用。
五、智能散热系统的出现随着人工智能技术的发展,智能化散热系统也逐渐出现。
智能散热系统能够根据电脑的负载情况和温度变化,自动调节散热功率和散热风扇的转速,以达到最佳的散热效果。
这种智能化的散热系统将更好地保护电脑硬件,并提高电脑的性能表现。
六、散热设计的优化散热设计是电脑散热技术中至关重要的一环。
优化的散热设计可以提高散热效果,减少散热系统对于电脑整体结构的占用空间。
国内外散热材料现状及发展趋势

国内外散热材料现状及发展趋势引言随着电子设备的不断发展和普及,其工作过程中产生的热量也越来越大,导致对散热材料的需求日益增加。
散热材料的主要作用是通过吸收、传导和辐射的方式,将设备内部产生的热量散发出去,保持设备的稳定工作温度。
在国内外,散热材料的研究和应用已经取得了一定的进展,本文将对国内外散热材料的现状以及发展趋势进行探讨。
国内外散热材料的分类和特点目前,散热材料主要分为两大类:导热材料和散热片材料。
导热材料主要用于热能的传导,常见的导热材料有铜、铝、钨等金属材料,以及石墨、硅胶等非金属材料。
散热片材料主要用于热能的辐射,常见的散热片材料有铝、镍等金属材料,以及氧化铝、钙钛矿等非金属材料。
不同散热材料具有不同的特点和优势。
金属材料具有良好的导热性能,可以快速将热量传导出去,但其热辐射效果较差;非金属材料具有良好的散热片效果,可以通过热辐射的方式将热量散发出去,但其导热性能相对较差。
因此,目前的研究重点主要集中在如何兼顾导热性能和散热片效果的材料开发上。
国内外散热材料的研究现状导热材料研究在导热材料方面,金属材料仍然是主流。
铜和铝是目前最常用的金属导热材料,其导热系数分别达到了401 W/(m·K)和237 W/(m·K),具有较高的导热性能。
近年来,一些新型金属材料也在导热材料研究中取得了一定的突破,例如钨铜合金、银材料等。
除了金属材料,一些非金属导热材料也得到了广泛的关注。
石墨是一种具有良好导热性能的非金属材料,其导热系数达到了1950 W/(m·K)。
此外,氧化铝、硅胶等材料也具有一定的导热性能,在一些特殊应用场景中表现出良好的散热效果。
散热片材料研究在散热片材料方面,铝材料是目前最为常见的选择之一。
铝材料具有较好的热辐射性能,可以通过辐射的方式将热量散发出去。
此外,镍材料也具有一定的热辐射效果,被广泛应用于一些高温环境中。
此外,一些新材料也在散热片材料的研究中崭露头角,例如钙钛矿材料。
电子设备的散热与温度控制技术

电子设备的散热与温度控制技术随着科技的不断发展,电子设备在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
然而,电子设备在长时间使用过程中会产生大量的热量,这对设备的正常运行和寿命造成威胁。
因此,散热与温度控制技术成为了电子设备工程中的重要一环。
本文将详细介绍电子设备散热与温度控制技术的相关内容。
一、散热的重要性和原理1.1 散热的重要性电子设备在工作过程中会产生热量,如果不能及时散热,会导致设备温度升高,甚至严重损坏电子元件。
因此,散热是保证设备正常工作的必要条件。
1.2 散热的原理散热的主要原理包括传导、对流和辐射三种方式。
- 传导:热量通过物体的直接接触而传递。
这种方式适用于高功率电子元件与散热器之间的热传导。
- 对流:热量通过流体(通常是空气)的流动而传递。
这种方式适用于散热器通过风扇吹过冷却片,从而加快热量的散发。
- 辐射:热辐射通过热量中的电磁波辐射而传递。
这种方式适用于高温的散热部件或设备。
二、常见的散热与温度控制技术2.1 散热器散热器是一种常见的散热设备,用于增大表面积以便更好地散发热量。
常见的散热器设计包括散热片、散热管和风扇等。
散热器通常通过与电子元件直接接触或靠近电子元件来帮助传导和对流散热。
2.2 热管热管是一种独特的热传导装置,由封闭的金属管道、工作介质和蒸发器与冷凝器组成。
当热管的蒸发器受热时,工作介质会沸腾形成汽态。
汽态工作介质流向冷凝器,在那里会放出热量,并变成液态再返回蒸发器。
热管可以有效地传导热量,并把热量传递到散热器或其他冷却装置中。
2.3 导热绝缘材料导热绝缘材料常常被用于隔离电子元件和散热部件,以防止热量从电子元件传递到周围环境。
导热绝缘材料有助于集中热量传输,保护电子元件并提高散热效率。
2.4 温度传感器与控制系统温度传感器可以测量电子设备的温度,并将其转化为电信号输出。
控制系统可以根据温度信号控制散热器或其他冷却装置的运行,以维持设备的温度在安全可控范围内。
2024年电脑散热风扇市场分析现状

2024年电脑散热风扇市场分析现状引言电脑作为现代人的常用工具,其发热问题一直是用户所关注的焦点。
为了解决电脑散热问题,散热风扇作为常见的散热解决方案广受用户欢迎。
本文将对电脑散热风扇市场的现状进行分析。
市场规模电脑散热风扇市场在近几年持续增长,并呈现出良好的发展态势。
根据行业数据,2019年电脑散热风扇市场规模达到XX亿美元,预计在未来几年内将保持稳定增长。
市场细分电脑散热风扇市场根据产品种类和渠道进行了细分。
根据产品种类,市场主要分为CPU散热风扇、显卡散热风扇、机箱散热风扇等。
根据渠道,市场主要分为线上渠道和线下渠道。
CPU散热风扇CPU散热风扇是电脑散热风扇市场的主要品类之一。
随着个人电脑性能的不断提升,对CPU散热风扇的需求也越来越高。
市场上有许多知名品牌推出了各种类型的CPU散热风扇,以满足不同用户的需求。
显卡散热风扇随着电脑游戏的普及,显卡性能的提升成为电脑用户关注的重点。
显卡散热风扇的市场也随之得到了迅猛发展。
显卡散热风扇具有良好的散热性能和静音优势,深受游戏爱好者的喜爱。
机箱散热风扇机箱散热风扇是保证整个电脑内部空气流通的关键组件。
随着电脑用户对散热效果的要求不断提高,机箱散热风扇市场也得到了较好的发展。
一些厂家针对游戏用户的需求,推出了高性能的机箱散热风扇产品。
线上渠道和线下渠道电脑散热风扇市场的销售渠道主要分为线上渠道和线下渠道。
线上渠道包括电商平台、企业官网等;线下渠道主要指实体店铺。
随着电商的快速发展,线上渠道逐渐成为电脑散热风扇市场的主要销售渠道之一。
竞争格局电脑散热风扇市场竞争激烈,有多家知名品牌在市场上竞争。
这些品牌凭借其高品质、良好的散热性能和创新设计赢得了用户的青睐。
同时,一些新兴品牌也正在不断崛起,给市场竞争带来了一定的压力。
市场趋势随着电脑性能的不断提升和用户对散热效果的追求,电脑散热风扇市场将呈现出以下几个趋势:1.高性能和低噪音:用户对电脑散热风扇的需求越来越高,他们希望能够获得更好的散热效果同时又能保持低噪音。
2024年散热市场分析现状

2024年散热市场分析现状引言散热市场是电子设备行业中一个重要的细分市场,其主要功能是通过散热器等设备降低电子设备的温度,保证设备正常运行。
随着电子设备的不断发展和升级,散热市场也在不断演进和创新。
本文将对散热市场的现状进行分析和总结,并展望未来的发展趋势。
散热市场概况散热市场的主要产品包括散热器、散热风扇、散热导管等。
这些产品广泛应用于计算机、手机、工业控制设备、汽车电子等领域。
随着电子设备的不断普及,散热市场的需求也在不断增长。
在市场竞争方面,散热市场存在一定的竞争压力。
许多企业进入散热市场,产品种类繁多,价格也相对较低。
由于散热器等产品的替代性较大,市场上存在一定的价格战。
因此,企业需要通过技术创新和成本控制来提升市场竞争力。
散热市场的发展趋势1. 小型化和高效化随着电子设备的不断发展,设备的尺寸越来越小,对散热器等产品提出了更高的要求。
未来的散热市场将趋向于小型化和高效化的方向发展。
散热器、散热风扇等产品将变得更加紧凑和高效,以适应电子设备的空间限制和散热需求。
2. 多功能化随着电子设备功能的不断增加,散热器等产品也需要具备更多的功能。
未来的散热市场将发展出一些具有多功能的散热产品,例如集成了空气净化功能、噪音降低功能等。
这样的产品可以满足用户对于电子设备的多方面需求,提升用户体验。
3. 创新材料的应用在散热市场中,材料的选择对产品性能有很大影响。
未来的散热市场将推动创新材料的应用,例如石墨烯、碳纳米管等高导热材料的引入。
这些材料具有优异的导热性能,可以提高散热产品的热传导效率,从而提升整个散热系统的性能。
散热市场的挑战除了发展机遇,散热市场也面临一些挑战。
首先,产品创新和研发投入是一个重要的挑战。
由于散热器等产品的特殊性,其研发和生产技术要求较高。
企业需要不断加大研发投入,提升产品的技术含量和竞争力。
其次,市场竞争激烈,厂家间的价格战不断加剧。
企业需要通过提高生产效率、降低成本等方式来应对价格竞争的压力。
2024年笔记本散热器市场前景分析

笔记本散热器市场前景分析摘要随着笔记本电脑的普及和用户对高性能设备的需求增加,笔记本散热器市场正经历着快速发展。
本文通过对市场趋势、竞争格局和技术创新等方面的分析,对笔记本散热器市场的前景进行了深入研究。
1. 引言随着笔记本电脑的日益普及,用户对于笔记本性能的要求也越来越高。
然而,随着性能的提升,笔记本散热问题也相应地成为了一个热点关注的问题。
针对这个问题,笔记本散热器市场应运而生。
2. 市场趋势分析2.1 市场规模增长趋势随着笔记本电脑市场的不断扩大,笔记本散热器市场也呈现出逐年增长的趋势。
根据市场研究数据显示,全球笔记本散热器市场规模从2016年的XX亿美元增长到了2020年的XX亿美元,年均复合增长率达到了XX%。
2.2 消费者需求的变化随着用户对于笔记本性能的要求日益提高,消费者对散热器的需求也发生了变化。
除了基本的散热功能外,消费者对于散热器的静音性能、轻薄设计和可靠性等方面也提出了更高的要求。
这对市场提供了更多的创新机会和发展空间。
3. 竞争格局分析笔记本散热器市场存在着较为激烈的竞争格局。
目前市场上主要的竞争对手有A、B、C公司。
这些公司凭借自身的技术实力和品牌影响力,在市场上占据着一定的份额。
此外,还有一些新兴企业正在崛起,通过技术创新和产品差异化来争夺市场份额。
4. 技术创新趋势4.1 热管技术的应用热管技术是当前笔记本散热器市场的一个热点技术。
该技术利用热传导原理,将热量从热源传递到散热器,实现散热效果。
相比传统的散热方案,热管技术具有高效、节能和静音等优势,因此在市场上受到了广泛关注和应用。
4.2 水冷散热技术的发展随着笔记本性能的提升,传统的散热技术已经无法满足用户的需求。
水冷散热技术作为一种新兴的散热解决方案,正在得到越来越多的关注。
该技术通过循环水进行热量传递和散热,能够更有效地降低温度,提高散热效果。
5. 市场前景分析笔记本散热器市场在未来有着广阔的发展前景。
首先,随着笔记本电脑的普及,用户对于散热问题的重视程度不断提高,市场需求稳定增长。
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散热设计(九)电子产品散热技术最新发展晨怡热管/news/42/2006-10-2 1:29:47日期:2005-11-6 23:45:04 来源:电子设计资源网查看:[大中小] 作者:刘君恺热度:最近几年包含LSI、数字相机、行动电话、笔记型计算机等电子产品,不断朝高密度封装与多功能化方向发展,使得散热问题成为非常棘手的课题,其中又以LSI等电子组件若未作妥善的散热对策,不但无法发挥LSI的性能,严重时甚至会造成机器内部的热量暴增等后果。
然而目前不论是LSI组件厂商,或是下游的电子产品系统整合业者,对散热问题大多处于摸索不知所措的状态,有鉴于此本文将介绍国外各大公司,针对电子产品实施的散热对策实际经验,同时还要深入探索散热技术今后的发展动向。
散热技术的变迁如图1所示由于「漏电」问题使得LSI的散热对策是系统整合的责任,这种传统观念正面临极大的变革。
此处所谓的漏电是指晶体管(transistor)的source与drain之间,施加于leak 电流的电源电压大晓而言。
理论上leak电力会随着温度上升不断增加,如果未有效抑制热量意味着leak电力会引发更多的热量,造成leak电力持续上升恶性循环后果。
以Intel新推出的微处理器(micro process)而言,它的消费电力之中60%~70%是属于leak电力,一般认为未来1~2年leak电力仍然扮演支配性角色。
在此同时系统整合业者,由于单位体积的热量不断膨胀,使得如何将机器内部的热量排除更是雪上加霜,因此系统整合业者转因而要求LSI组件厂商,提供有效的散热对策参考模式,事实上Intel已经察觉事态的严重性,因此推出新型微处理器的同时,还提供下游系统整合业者有关LSI散热设计的model case,因此未来其它电子组件厂商未来势必跟进。
图1 电子组件散热对策的变化趋势如上所述LSI等电子组件的散热对策,成为电子业界高度嘱目焦点,主要原因是电子产品性能快速提升所造成。
以往计算机与数字家电业者大多忽视漏电电力问题的存在,甚至采取增加电力的手法补偿漏电电力造成的损失,未来将变成优先抑制热量,藉此提升产品的性能等方向发展(图2)。
图2 电子产品单位体积的热密度变化趋势为了刺激消费者更换笔记型计算机的意愿,LSI组件厂商不得不提高微处理器的动作频率,电视与DVD业者也不干示弱,积极提升影像显示器的影像处理能力,例如目前液晶电视显示画面时的辉度,已经比以往提高二倍,大约是380cd/m2左右。
然而液晶电视与笔记型计算机最大差异,是消费者要求笔记型计算机轻巧化高性能的同时,耗电量大幅增加使得单位体积的热密度相对提高,DVD、数字相机等电子产品,虽然同样也面临单位体积的热密度问题,不过由于显示画素受到format的限制,因此记录方式的规格变更与取像组件高画素化,却不因热密度问题受到阻碍反而更快速进步。
电浆电视与液晶电视等平面显示器的进化,似乎也没有因为热密度问题受到额外的干扰,相反的随着平面显示器的薄型化、高辉度化与大型化,反而更具备降低热密度的条件。
一般认为由于因特网的普及化,可作互动沟通的通信产品与平面显示器,未来有可能遭遇热密度上升的挑战,如此一来LSI电子组件的散热对策会更加困难,因为热密度提高意味着散热空间越小。
除此之外,电子组件的增加与静音化势必成为散热对策时的附带诉求(图3)。
图3 散热设计面临的课题如图4所示有热能考量的电子组件大致上可分为两种,分别是:①.会产生高热量的电子组件。
②.对热很脆弱的电子组件。
传统观念认为所谓的散热设计,只要妥善处理会产生高热量的微处理器与其它电子组件即可,不过随着电子产品多功能化,因此进行高热量的影像处理LSI、内存等电子组件散热设计的同时,也需要将对热能很脆弱的电子组件列入考虑,例如DVD的光学读写头、数字相机的CCD与CMOS 等取像组件以及液晶面板等等,都是典型对热能很脆弱的电子产品。
图4 需作散热设计的电子组件散热静音化由于笔记型计算机散热静音化格外受到消费者的重视,因此业者不得不采用更先进的散热技术(图5)。
因为传统强制冷却风扇的噪音逐渐受到很嫌弃,进而促成可快速散热的石墨膜片((graphite sheet),与利用pump作冷却液循环的水冷式散热device成为市场新宠,其中又以噪音值低于30dB的水冷式散热设计(图6),已经广泛应用在各种电子产品,达成无冷却风扇超静音的目标,一般认为未来水冷式散热设计可能会延伸至数字家电等领域。
图5 笔记型计算机的散热技术发展趋势图6 笔记型计算机的散热技术发展趋势如上所述无风扇散热设计虽然已经成为笔记型计算机的主流,不过对大部份的系统整合业者而言,若无LSI组件厂商的协助,要达成无风扇散热设计显然不太容易,因为以往LSI组件厂商只愿意提供电子组件的最大消费电力,然而系统整合业者进行包含device在内的散热模拟分析(simulation)时,必需建立各种条件时的消费电力模式,由于欠缺完整的组件数据,使得业者无法获得精确的数据。
这意味着未来LSI组件厂商与系统整合业者的互动会更加频繁,必要时LSI组件厂商有责任提供有助散热的附属device,并推荐散热设计模式。
图7是NEC开发的散热仿真分析软件应用实例,根据NEC表示该散热仿真分析软件,该软件不但可作LSI电子组件仿真分析,甚至系统的外筐散热也能胜任。
除此之外该公司同时还开发新型的水冷技术,该技术可使冷却液在三次元积层的LSI各层循环,图8是应用这种新型水冷技术的二极管(diode)外观与特性。
图7 散热仿真分析软件应用实例图8 使用新型散热技术的二极管数字电子产品的散热决定device散热对策的要素有两个,分别是:(a).搭载device机器的单位体积消费电力。
(b).成本的容许度。
有关(a)项单位体积的消费电力,由于热密度越大造成要在狭窄空间,要将更多的热量排出筐体外部的散热设计越不容易。
有关(b)项成本的容许度,是指机器的价格越高,相对的散热设计获得的成本容许度越大,更有裕度采用成本较高的新型散热技术。
图9是根据以上的观点制成的散热设计approach,由图可知热密度越高成本容许度越大的产品,以笔记型计算机最具代表性;热密度较低成本容许度较小的产品,类似数字相机、DVD等等都是它的范畴;热密度较低成本容许度极大的产品,则有电浆电视、大型液晶电视等平面显示器。
图9 散热设计的approach由于笔记型计算机的散热设计已经缔造先例,能同时满足性能与成本两大课题,因此今后势必会对其它电子产品产生示范效应。
值得注意的静音化散热设计的加入,尤其是新型笔记型计算机大多采用无冷却风扇设计,使得冷却风扇的生存空间,可能会遭受溃散性的压缩。
例如松下与SONY 基于笔记型计算机轻巧化考量,率先采用热扩散性极高的石墨膜片,进而达成无冷却风扇散热设计。
松下的笔记型计算机使用动作频率为1.2GHz,12W的微处理器利用石墨膜片作散热,该石墨膜片与铝形成复合化藉此改善弯曲加工性,同时再用铝压着加工技术将石墨膜片周围密封,防止石墨膜片发生粉尘影响外观(图10)。
微处理器产生的热量可以扩散至石墨膜片,并传导至键盘背部与外筐排至外部,这种新型散热机构的重量,比传统冷却风扇散热设计减少15g,14吋SXGA液晶面板+DVD-ROM之后的整体重量只有1499g。
SONY的笔记型计算机使用7W的微处理器,它是利用设于主机板(mother board上下方的石墨膜片,将微处理器产生的热量扩散至外筐散热。
根据SONY表示该散热机构的重量比传统冷却风扇散热设计减少一半,成本则完全相同(图11)。
图10 无冷却风扇的笔记型计算机(松下)图11 无冷却风扇的笔记型计算机(SONY)至于30W以上高阶笔记型计算机,若单纯利用石墨膜片散热,可能无法达成预期效果,基于散热性能比轻巧化更重要等考量,因此日立公司在2002年9月推出全球首度使用水冷模块的笔记型计算机,虽然事后并没有其它业者跟进,不过随着微处理器的消费电力不断刷新,使得冷却风扇的噪音问题再度受到相关业者的注意。
NEC开发笔记型计算机专用超薄型水冷模块,该水冷模块为达成静音特目标,采用厚度只有5mm 的压电pump,模块内部设有循环水路的铝质散热板厚度低于3mm,图12是水冷模块的结构与应用实例。
有关水冷模块冷却液的挥发性,由于该模块采用液体穿透性极低的材料,同时提高模块的密封性,因此可以有效减少冷却液的挥发,使得冷却液补充槽的体积只有以往的1/10左右。
东芝试作的水冷模块可将微处理器的热量,扩散至设于液晶面板背面的散热板(图13)。
该公司认为这种方式未来会成为高阶笔记型计算机的散热设计主流,因此预定2004年推出水冷式笔记型计算机。
事实上全球首度使用水冷模块的日立公司,也坚信30W以上静音高阶笔记型计算机,除了水冷方式没有其它方法可供选择,因此计划未来将全力推广水冷模块(图14)。
图12 无冷却风扇的笔记型计算机(SONY)图13 内设水冷模块的笔记型计算机图14 内设水冷模块的笔记型计算机日本IBM基于可靠性优先等考量仍然采用空冷方式,它是利用小型heat pipe与冷却风扇的组合,将微处理器产生的热量排至外部。
该公司在2003年4月推出动作频率为3.06GHz微处理器的膝上型计算机,就是采用冷却性能比heat pipe更高的vapor与冷却风扇构成的散热器,这种新型散热器可将消费电力为84W的微处理器的热量排至机体外部(图15)。
IBM未采用水冷方式的理由有两项,第一是可靠性问题,由于pump等组件数量增加,不但可靠性令人质疑,而且还会成本上升等后果;第二是采用水冷方式整体设计自由度相对受到限制,因为水冷模块必需附设热交换器,为了获得最佳化散热效率,反而造成其它单元的layout受到极大限制。
有关冷却风扇的噪音,IBM认为冷却风扇的大型化可以降低转速,进而减缓旋转造成的噪音,不过该公司也承认未来必需开发空冷以外的新技术。
图15 内设vapor chamber的笔记型计算机(IBM)随着数字摄影机的CCD画素增加与记录媒体的进步,轻巧小型已经成为无法避免的潮流趋势,类似上述数字产品属于可携式精密电子设备,所以防尘、防水的密封性,以及防止记录时噪音混入都是必备特性,换言之未来无冷却风扇的散热设计,势必成为市场主流。
日立公司针对DVD读写头的散热设计进行整体检讨,采用全新组件控制温度,藉此稳定雷射的输出,使读写头的温度能抑制于700C以下。
该公司的散热对策可分为三大项,分别是:(一).将基板产生的热量扩散至外筐散热。
(二).利用遮屏将高发热基板与读写头隔离。
(三).将基板与基板物理性距离分隔。
有关第(一)项,将热量扩散至外筐散热,具体方法是使用铜质板材外筐。