加固型工業(yè)平板電腦的散熱解決方案

   設(shè)計(jì)案例分析：對(duì)一款加固型平板電腦進(jìn)行散熱性能評(píng)估，旨在幫助降低產(chǎn)品的與用戶接觸的表面溫度。 挑戰(zhàn)在降低表面溫度的同時(shí)，將電子元件溫度保持在工作范圍內(nèi)。系統(tǒng)需與外界隔絕，防止空氣和灰塵進(jìn)入。由于產(chǎn)品尺寸小，所以必須采用自然對(duì)流進(jìn)行冷卻。

   散熱問題一直都是加固平板電腦設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)解決的問題。加固平板電腦采用的工控主板是加固平板電腦的組成部分。由于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜性，工業(yè)平板電腦通常要求在極端的溫度、濕度等條件下工作，其工作溫度范圍跨度可達(dá)-20℃~70℃，而且工作濕度的范圍是非凝露0—95%。

   同時(shí)加固平板電腦還可能同時(shí)存在粉塵、電磁干擾和輻射的環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間工作。在這些環(huán)境下，普通的電腦主板根本無法滿足需求，那么特別適用于加固平板電腦的能夠適應(yīng)惡劣生產(chǎn)環(huán)境的工控主板就被生產(chǎn)出來了。

   加固平板電腦的工控主板可以在-20℃~60℃之間的環(huán)境中穩(wěn)定工作，甚至某些工業(yè)主板采用特殊的寬溫設(shè)計(jì)，溫度范圍可達(dá)-20度~70度。這對(duì)結(jié)構(gòu)的散熱方案，散熱效率都是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。在加固平板電腦工控主板散熱設(shè)計(jì)上，必須使用的特殊散熱設(shè)計(jì)，甚至還采用全鋁制的機(jī)構(gòu)外殼，而且對(duì)CPU、南北橋和硬盤等發(fā)熱大戶，也必須進(jìn)行特殊處理，這樣才能保證工業(yè)一體機(jī)電腦整機(jī)的正常運(yùn)行。

   由此看來，加固平板一體機(jī)電腦并不是散熱有獨(dú)特的方式，而且其內(nèi)在的各種配件都是通過了寬溫處理的，可能也是加固平板電腦之所以比平常電腦更貴的原因。

   熱石墨膜是一種很薄的GTS，綜合性質(zhì)的導(dǎo)熱材料，又稱為導(dǎo)熱石墨膜，導(dǎo)熱石墨片，石墨散熱片等，為電子產(chǎn)品的薄型化發(fā)展提供了可能。散熱石墨膜具有良好的再加工性，可根據(jù)用途與PET等其他薄膜類材料復(fù)合或涂膠，這種材料有彈性，可裁切沖壓成任意形狀，可多次彎折；適用于將點(diǎn)熱源轉(zhuǎn)換為面熱源的快速熱傳導(dǎo)，具有很高的導(dǎo)熱性能，是由一種高度定向的石墨聚合物薄膜制成。除了傳統(tǒng)方法之外，散熱石墨膜是提供散熱管理/在有限區(qū)域內(nèi)功率器件散熱或者提供輔助功率器件散熱的理想材料。

   散熱石墨膜特性：1、極佳的導(dǎo)熱系數(shù):700-1300 w/(m-k)(相當(dāng)于銅的2到3倍，鋁的3到5倍)；2、比重:0.85-1.9 g/cm3 (密度相當(dāng)于銅的1/4到1/10，鋁的1/1.3到1/3) ；3、柔軟且容易裁切(可反復(fù)彎曲)； 4、低熱阻。

   散熱石墨膜應(yīng)用：散熱石墨膜廣泛的應(yīng)用于PDP、LCD TV 、Notebook PC、UMPC、Flat Panel Display 、MPU 、Projector 、Power Supply、LED，MID,移動(dòng)電話；DVD；數(shù)碼相機(jī)；電腦及周邊設(shè)備；傳感器；半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備；光纖通信設(shè)備等電子產(chǎn)品！

   根據(jù)研發(fā)設(shè)計(jì)部門，采用 CFD 獲得了外殼的氣流和溫度特征等相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)CFD 模型,識(shí)別哪些關(guān)鍵元件和過熱區(qū)域是需要改善的。降低了用于冷卻最熱元件的 散熱片的尺寸，從而減少了散熱片向外殼的熱輻射。在幾個(gè)位置采用隔熱層將熱點(diǎn)區(qū)域與外殼隔離：1、在熱點(diǎn)加裝塑料蓋，將熱源與外殼側(cè)壁分開。2、加裝聚碳酸酯板，在 PCB 印刷線路板和遮蓋處理器的鎂板之間提供隔熱層。3、在散熱片底座和鎂板之間添加硅酮密封劑。4、在散熱片和處理器接口周圍加裝 RF 墊圈，作為隔熱層和EMI 屏蔽層。可交付產(chǎn)品/結(jié)果該解決方案顯著地減小了加固工業(yè)平板電腦散熱片的尺寸（同時(shí)，出乎意外地降低了電腦表面手感溫度）。