研華專利動態(tài)高效散熱設計，高端主板無風扇也Cool

　　在嵌入式設計中，有不少場合，是需要做到無風扇設計的，一旦需要用到Core I 等高端運行平臺的時候，散熱問題(包括機構(gòu)件來料、PCB厚度、BGA chipset公差等)都是每個產(chǎn)品經(jīng)理及工程師需要花大力氣解決的。研華經(jīng)過長期的摸索，創(chuàng)新地以動態(tài)的散熱設計，極大的提升了散熱效率。該散熱設計被應用在研華的各類產(chǎn)品中。

　　一、常見散熱問題

　　隨著CPU的制程越來越先進，更多功能都集中在CPU芯片里(eDRAM/MCH/ICH/PCH)，導致CPU發(fā)熱密度增加，給產(chǎn)品研發(fā)和制造帶來一系列散熱問題：

　　1、 CPU負荷在瞬間過載時無法將熱快速導至散熱片;

　　2、 大部分散熱片只能適用于單一CPU，更換不同芯片時(高度與面積不同)，與散熱片之前的導熱板需要重新設計。

　　3、 整體機械結(jié)構(gòu)的組裝公差可能造成TIM(Thermal Interface Material)壓合不夠或壓合過大，進而導致芯片散熱不佳和導致裸晶破損而發(fā)生品質(zhì)異常。

　　4、 在振動環(huán)境下，散熱片的重量會導致芯片的裸晶破損或錫球龜裂。

　　5、 散熱系統(tǒng)制造成本高。

　　二、 研華專利之動態(tài)散熱介紹

　　研華動態(tài)散熱系統(tǒng)是一種高效率的熱導加速系統(tǒng)，活動銅/鋁錠通過彈簧對發(fā)熱芯片產(chǎn)生下壓磅力，將熱量從芯片透過導熱膏傳至外部空氣來進行散熱(實例圖如圖1 所示)。系統(tǒng)的熱傳導路徑如下：

　　熱→發(fā)熱Chip→導熱膏→銅/鋁錠→導熱膏→底座→散熱片→外部空氣。

　　圖1：研華動態(tài)散熱系統(tǒng)實例圖

　　Ø 動態(tài)散熱的優(yōu)勢

　　傳統(tǒng)的散熱系統(tǒng)大多使用銅塊/鋁塊上下黏貼導熱膏讓CPU將熱導至散熱片來幫助散熱。而研華的動態(tài)散熱系統(tǒng)通過活動的銅/鋁錠對發(fā)熱芯片進行動態(tài)導熱，能夠?qū)崿F(xiàn)更高效、快速的散熱效果。

　　傳統(tǒng)散熱系統(tǒng)與研華動態(tài)散熱系統(tǒng)的對比如下表所示：

　　Ø 典型案例： MIO-5271 Core I 3.5寸主板之散熱設計

　　研華MIO-5271 3.5寸單板電腦采選用高性能I5-4300U 1.9GHz處理器，采用研華動態(tài)散熱系統(tǒng)簡化客戶設備的散熱設計，并支持無風扇設計。

　　由于研華動態(tài)散熱系統(tǒng)在相同接觸壓力下的熱阻值更小、導熱效率更高(如圖4所示)，使得MIO-5271能夠適應環(huán)境嚴苛的高溫環(huán)境。

　　同時，MIO-5271具有MIOe高速擴展接口，可靈活擴展 PCIe, SMBus, USB 2.0/3.0, LPC line out, power, DP等接口;是一款高性能、高可靠性、可靈活擴展的單板電腦。 正式采用了動態(tài)散熱設計，該主板被大量的用在戶外的無線電監(jiān)控，電子警察，軌道交通、通信、運動控制等多種環(huán)境惡略，但對性能要求又高的場合.

　　采用I5 CPU 的MIO-5271在配備動態(tài)散熱設計的散熱片后，產(chǎn)品很輕松的就能通過-40~85°C的寬溫設計，而且散熱片的體積也可以大大減少。如圖5所示，MIO-5271散熱片的高度不超過24mm。

　　最后要強調(diào)下，研華的動態(tài)散熱設計取得了國內(nèi)外多個國家和地區(qū)的專利，這也說明該設計是具有創(chuàng)新性、獨創(chuàng)性的。

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