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工控人家園 綜合討論 電子產(chǎn)品散熱設計深度探討

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樓主發(fā)表于: 2024-11-18 16:37

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在大型電子設備的散熱領域，我們已見證了眾多成熟方案的光輝歲月，這里就不一一贅述了。但隨著微電子技術的日新月異，芯片正朝著更小尺寸、更快運算速度的方向邁進，而伴隨而來的，是日益嚴峻的散熱挑戰(zhàn)。比如，英特爾3.6G奔騰4終極版處理器，其峰值運行時產(chǎn)生的熱量竟可達115W！這無疑對芯片的散熱設計提出了更為苛刻的要求。
�� 芯片散熱新挑戰(zhàn)
面對這樣的高熱挑戰(zhàn)，設計人員必須祭出先進的散熱工藝與性能卓越的散熱材料，以確保芯片能在其耐熱極限內穩(wěn)定工作。與此同時，隨著電子設備及終端產(chǎn)品日益追求輕薄化，從CRT電視到液晶平板，從臺式電腦到筆記本，再到數(shù)字機頂盒、便攜式CD等，它們的散熱設計已無法沿用傳統(tǒng)模式，因為產(chǎn)品的輕薄化對散熱設計提出了全新的要求。
�� 溫度與可靠性的緊密關聯(lián)
統(tǒng)計數(shù)據(jù)揭示了一個令人警醒的事實：電子元器件的溫度每升高2度，其可靠性就會下降10%；當溫升達到50度時，其壽命僅為溫升25度時的1/6。由此可見，溫度是影響設備可靠性的關鍵因素。因此，我們必須從技術層面入手，限制機箱及元器件的溫升，這也就是我們常說的“熱設計”。
�� 熱設計的兩大原則
熱設計的核心原則有二：一是減少發(fā)熱量，通過選用更優(yōu)的控制方式和技術（如移相控制技術、同步整流技術等），以及低功耗器件，減少發(fā)熱器件數(shù)量，加大粗印制線寬度，提高電源效率等手段來實現(xiàn)；二是加強散熱，利用傳導、輻射、對流等技術將熱量有效轉移。
�� 扁平產(chǎn)品的散熱難題
然而，對于扁平化的電子產(chǎn)品而言，散熱設計尤為棘手。由于空間限制，無法使用更多的散熱鋁片和風扇，也無法采用加強冷式散熱設計或對流散熱方式。因此，大家紛紛將目光投向了機殼散熱。機殼散熱的好處顯而易見：無需額外添加風扇電源，避免了因風扇帶來的灰塵和噪音問題。
�� 軟性硅膠導熱絕緣材料的妙用
那么，如何才能充分利用機殼進行散熱呢？這時，軟性硅膠導熱絕緣材料便應運而生。作為傳熱界面材料的一種，軟性導熱硅膠絕緣墊可根據(jù)發(fā)熱功率器件的大小及形狀進行任意裁切，其導熱能力和絕緣特性均表現(xiàn)出色。它能夠有效填充發(fā)熱功率器件與散熱器之間的間隙，是替代導熱硅脂+云母片二元散熱系統(tǒng)的最佳選擇。
�� 材料性能詳解

傲琪電子的這款軟性導熱硅膠絕緣墊的導熱系數(shù)高達13W/mK（而空氣的導熱系數(shù)僅為0.03w/mk），抗電壓擊穿值在4000伏以上，滿足大部分電子設備的絕緣要求。其工藝厚度從0.5mm至5mm不等（特殊要求可增至10mm），方便設計者根據(jù)PCB板及發(fā)熱功率器件的位置進行選擇。此外，該材料還具備阻燃防火性能（符合U.L 94V-0要求），并通過了歐盟SGS環(huán)保認證。其工作溫度范圍在-50℃至220℃之間，因此是極佳的導熱材料。
�� 特別柔軟，適用廣泛
值得一提的是，這款材料特別柔軟，專為利用縫隙傳遞熱量的設計方案而生。它能夠填充縫隙，完成發(fā)熱部位與散熱部位的熱傳遞，增加導熱面積。同時，它還具有減震、絕緣、密封等多重功效，完全能夠滿足設備小型化、超薄化的設計要求。其厚度適用范圍廣，特別適用于汽車、顯示器、計算機和電源等電子設備行業(yè)。
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