研华专利动态高效散热设计,高端主板无风扇也Cool

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关键词: 摘要:研华经过长期的摸索,创新地以动态的散热设计,极大的提升了散热效率。该散热设计被应用在研华的各类产品中。    在嵌...
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  • 摘要:研华经过长期的摸索,创新地以动态的散热设计 ,极大的提升了散热效率 。该散热设计被应用在研华的各类产品中。

    在嵌入式设计中,有不少场合,是需要做到无风扇设计的 ,一旦需要用到Core I 等高端运行平台的时候,散热问题(包括机构件來料、PCB厚度 、BGA chipset公差等)都是每个产品经理及工程师需要花大力气解决的。研华经过长期的摸索,创新地以动态的散热设计 ,极大的提升了散热效率 。该散热设计被应用在研华的各类产品中。


一、常见散热问题

    随着CPU的制程越来越先进 ,更多功能都集中在CPU芯片里(eDRAM/MCH/ICH/PCH),导致CPU发热密度增加,给产品研发和制造带来一系列散热问题:

1、CPU负荷在瞬间过载时无法将热快速导至散热片;

2 、大部分散热片只能适用于单一CPU ,更换不同芯片时(高度与面积不同),与散热片之前的导热板需要重新设计。

3、整体机械结构的组装公差可能造成TIM(Thermal Interface Material)压合不够或压合过大,进而导致芯片散热不佳和导致裸晶破损而发生品质异常 。

4、在振动环境下 ,散热片的重量会导致芯片的裸晶破损或锡球龟裂 。

5 、散热系统制造成本高。

二 、研华专利之动态散热介绍

    研华动态散热系统是一种高效率的热导加速系统,活动铜/铝锭通过弹簧对发热芯片产生下压磅力,将热量从芯片透过导热膏传至外部空气来进行散热(实例图如图1 所示)。系统的热传导路径如下:

热→发热Chip→导热膏→铜/铝锭→导热膏→底座→散热片→外部空气 。

图1:研华动态散热系统实例图


动态散热的优势

    传统的散热系统大多使用铜块/铝块上下黏贴导热膏让CPU将热导至散热片来帮助散热。而研华的动态散热系统通过活动的铜/铝锭对发热芯片进行动态导热 ,能够实现更高效、快速的散热效果。

传统散热系统与研华动态散热系统的对比如下表所示:

   

图2:传统散热系统               图3:研华动态散热系统

典型案例: MIO-5271 Core I  3.5寸主板之散热设计

    研华MIO-5271 3.5寸单板电脑采选用高性能I5-4300U 1.9GHz处理器,采用研华动态散热系统简化客户设备的散热设计,并支持无风扇设计 。

由于研华动态散热系统在相同接触压力下的热阻值更小、导热效率更高(如图4所示) ,使得MIO-5271能够适应环境严苛的高温环境。

图4 :MIO-5271动态散热设计

    同时,MIO-5271具有MIOe高速扩展接口,可灵活扩展 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、可灵活扩展的单板电脑。 正式采用了动态散热设计 ,该主板被大量的用在户外的无线电监控 ,电子警察,、通信 、等多种环境恶略,但对性能要求又高的场合.

    采用I5 CPU 的MIO-5271在配备动态散热设计的散热片后 , 产品很轻松的就能通过-40~85�C的宽温设计,而且散热片的体积也可以大大减少 。如图5所示,MIO-5271散热片的高度不超过24mm。

图5 :MIO-5271散热片高度

    最后要强调下 ,研华的动态散热设计取得了国内外多个国家和地区的专利,这也说明该设计是具有创新性、独创性的 。

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