小型電子產(chǎn)品冷卻技術(shù)

隨著IT化的進(jìn)展，通訊產(chǎn)品的開發(fā)亦無止境的發(fā)展，踏著此技術(shù)成果的電子產(chǎn)品的性能提升令人驚嘆。而隨著性能提升，不可欠缺的半導(dǎo)體的高密度化則面臨必須解決由半導(dǎo)體電子元件增加的發(fā)熱量以及每個電子元件單位面積所增加的發(fā)熱量，此兩觀點(diǎn)所引起的散熱課題。特別是于小型電子產(chǎn)品方面，如何在有限的空間里冷卻這些半導(dǎo)體電子元件的散熱技術(shù)是決定產(chǎn)品的性能以及尺寸的重要要因。尤其最近UMPC或是Smart Phone等更高機(jī)能化或是LED照明高輝度的提升所面臨的散熱問題，若采用風(fēng)扇的冷卻方式散熱，則適用于這些小型產(chǎn)品的超小型風(fēng)扇的出現(xiàn)是不可或缺的。

搭載風(fēng)扇來解決小型電子產(chǎn)品的散熱問題，雖然比自然對流的散熱方式能夠得到更大的散熱效果，但另一方面，搭載風(fēng)扇進(jìn)行散熱也存在著特有的課題。那就是 1.當(dāng)風(fēng)扇發(fā)生故障時散熱效果會降低 2.會發(fā)生噪音 3.為使風(fēng)扇驅(qū)動，電力即為必要…等這些問題。

1995年當(dāng)筆記型電腦搭載風(fēng)扇進(jìn)行散熱時，使這些課題變得明確化，而經(jīng)過了14年間的問題改善，筆記型電腦也擁有解決這些課題的歷史，因此隨著回顧筆記型電腦的散熱技術(shù)發(fā)展的歷史，當(dāng)思考如何解決最新的小型電子產(chǎn)品所面臨的散熱問題時，個人認(rèn)為相當(dāng)具有參考價值，因此于本文章中，藉由追溯這段歷史，同時也考量當(dāng)小型電子產(chǎn)品搭載風(fēng)扇時，應(yīng)該采用如何的散熱設(shè)計，而當(dāng)選用風(fēng)扇時又該考量何種問題，以及說明關(guān)于最新的超小型風(fēng)扇的動向。

小型電子產(chǎn)品的散熱歷史: 筆記型電腦搭載風(fēng)扇散熱的背景及課題

在筆記型電腦上采用強(qiáng)制氣冷風(fēng)扇始于1995年Intel的Pentium CPU的上市。雖然當(dāng)時為打破最高速CPU 80486的性能界限而推出Pentium，然而同時其發(fā)熱量也飛躍似地增大至16w，由于以往的自然散熱技術(shù)用于筆記型電腦系統(tǒng)上的散熱已出現(xiàn)困難的情況，因此風(fēng)扇的散熱方式被采用了。

當(dāng)時CPU的散熱，是采用以鋁或銅的散熱板使CPU的熱于系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行自然散熱的方式為主流，對于發(fā)熱量增加的Pentium 的散熱問題，CPU制造商則提倡采用導(dǎo)熱管來降低散熱板的熱阻抗的方式。

由于此散熱方式是為使CPU的熱能擴(kuò)散至筆記型電腦內(nèi)部，因此系統(tǒng)內(nèi)部的溫度會上升，雖然對于能耐熱溫度95℃左右的電子零件以及更高溫CPU的散熱是可行的，但對于耐熱溫度55℃~60℃低溫的HDD，F(xiàn)DD或是CD-ROM也會有不適用的情況。此散熱設(shè)計的考量是將擴(kuò)散于筆記型電腦內(nèi)部的熱，最終由框體散熱至外部，但隨著制品的小型化，薄型化，散熱至外部的面積減少，并且筆記型電腦的表面溫度有極限，再加上CPU的發(fā)熱量仍會繼續(xù)增加，因此筆記型電腦的散熱設(shè)計是有極限的。