散熱設計和散熱技術問題討論

jiming

希望瞭解，並帶動一下大家對散熱設計和散熱技術這方面問題的討論興趣與學習慾望!?

近年來由於電子產品功能的需求以及輕薄短小的機構設計，使得產品的總發熱量及電子元件的發熱密度快速提升，散熱技術與設計的挑戰日益嚴苛。溫度是影響電子元件的重要參數，若無法提供有效的散熱，將會影響到電子元件與產品之性能及可靠度，甚至縮短使用期限。目前的電子產品在發展方面有兩大趨勢，一是輕薄短小，二是高性能與多功能化...

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chip123

輸入電源電壓不穩定，變化範圍很大，負荷也不是很穩定，而所有零件又必須裝在一個不能通氣散熱的小箱子�，這個時候該怎麼辦呢？再者採用電池供電的調節器必須保持低損耗，而您又不能浪費寶貴的電池壽命，這個時候又該怎麼辦呢？這樣看起來，使用現有標準線性調節器(Linear Regulator)已變得困難重重。

RECOM公司提供了一系列新型開關模式調節器(Switching Regulator)，這些開關模式調節器與目前最常使用的 78xx 線性調節器在電氣特性及使用上完全相同(腳位完全相同)但效率卻可高達 97%，所產生的熱能可以不須要像線性調節器在使用時必須加裝散熱片，從而避免廢熱傳輸時所須顧慮到的物理機械問題。

RECOM R-78系列和標準線性調節器一樣，輸入輸出電壓差為 1.5V，而輸入電壓範圍很廣，達到 34V，輸入範圍達到 7:1！所有Recom R-78xx-0.5 系列均提供了高達 500mA 的輸出電流，而輸出電流高達 1A 的 R-78xx-1.0 產品也已上市。現有產品提供的輸出電壓包括正常值 1.8V、2.5V、3.3V、5V、9V 和標準值 12V。

ahchoosage

散熱這門學問很深 要考慮主要的兩點 傳導和對流 就算把熱傳導出來 還要考慮到會不會影響到其它的原件 會不會把其它的傳導源給斷了 要考慮的東西實在太多了

chip123

【新竹訊】台灣熱管理產業在PC的散熱需求帶動下，產值與全球市占率逐年提高，根據台灣熱管理協會（TTMA）估計，目前台商在兩岸的熱管理產值約800億元，市占率達全球7成以上，居全球龍頭地位，預期2012年將成長至1,200億元以上。

台灣熱管理產業發展在散熱器及模組設計、製造及組裝能力的不斷精進下，造就了今天散熱模組躍居全球第一。另在熱管技術，從早期的金屬網熱管理發展到燒結式、溝巢式及複合式熱管，生產技術與設備均領先全球。其他在關鍵散熱材料開發、風扇馬達及軸承技術領域也繳出亮麗的成績。近幾年來更在高功率LED 的散熱需求帶動下，熱管理技術在LED照明應用的前景相當看好。

TTMA今年首度參與TPCA Show與IMPACT研討會的平台，透過展覽與研討會的合作，積極為產業開拓市場與提升國際地位。展示會將於10月21一連三天在南港展覽館盛大舉行，並邀請國際知名專家來台及廣邀各界論文，共同研討未來散熱技術的趨勢。

熱管理協會是首度加入由義守大學、工研院、TPCA、IEEE CPMT-Taipei、IMAPS -Taiwan及SMTA等六單位共同舉辦的第四屆國際構裝暨電路板技術研討會（IMPACT 2009）及論文研討。錄取的論文將全數收錄在IEEE論文資料庫。論文摘要截止日期為6月7日，可利用線上投稿，IMPACT 2009網址www.impact.org.tw。

atitizz

【台北訊】1.3公分的平板電腦iPad及少於4公分厚度的超薄型平面電視，此輕薄短小的精緻設計潮流，未來勢必在市場上掀起一波話題，在全球廠商追求令人驚艷的設計之際，更需解決產品體積縮小所產生的熱管理問題。

根據統計，電子產品故障發生的原因，有50%是因為冷卻系統設計不良所導致，如何在設計產品前，將這些問題做一全盤性考量，為時下電子產品設計最迫切要解決的問題。已往必須要靠實驗量測找出設計缺失，但是在進行實驗量測前卻必須先花費鉅資製作原型，若有設計變更的話，則必須重新製造原型來做行實驗，產品開發時程與製造成本也增加。且一般的實驗量測無法完整觀察出產品內部的溫度與流場分佈情形。

特殊的量測儀器雖可改善上述問題，但儀器購買與使用成本過於昂貴，操作複雜，且有些資料並無法使用儀器量測出來。

atitizz

因此，全球廠商早已興起在研發階段使用「電腦輔助工程（CAE）」輔助產品開發，並有效縮短開發時效、減少成本，進而建立工程分析知識的電腦化，預測產品的未來失效風險。

虎門科技CAE事業部副總廖偉志指出，產品設計與開發不但要解決流體、熱傳、結構、噪音振動、落摔、電磁等多重問題，更要快速回應市場需求。因此，針對電子產品設計的專用型電腦模擬軟體不斷推陳出新，提供強大的參數、模組資料庫，從零組件、板端、pack到整個系統，皆能做快速精確的模擬計算。

全球最大的CAE公司ANSYS（NASDAQ:ANSS）就推出跨領域的多物理分析整合平台-Workbench2.0，能快速處理熱、固、電等耦合問題，更能提升使用與運算效率，已是國內外眾多知名大廠增進設計效能與品質的最佳武器。

globe0968

[桃園訊] IT產品為高成熟性產品，但隨著產品運轉的速度加快，更好的導熱與散熱技術，需求始終存在，先進的散熱技術新工法與材料持續受到重視。

新發展的散熱型印刷電路板，是在每層基板間，加入軟陶瓷導熱膠膜，把每一層的熱度往上及往下傳導出去。電路板上下表層改用熱固型散熱阻焊油墨，能確實把熱量由表面發散。

冠品化學總經理韓德行表示，IT產業印證摩爾定律持續有效，每18個月，電腦性能就提升二倍以上。但導散熱技術是否與時俱進，則是創新技術能否落實於商品化的關鍵。

新世代電腦的效能提升，意味著熱能與耗電量不斷增加。筆電與桌上型電腦的散熱問題常成為系統瓶頸，放眼其他領域，如LED照明、太陽能系統等，也存在此一問題。唯有運用新材料與新技術，才能使導熱與散熱有所突破；機板的散熱有多種技術，冠品對於IT產品的散熱技術與材料，均有深入研究。

globe0968

導熱不同於散熱，電路板的角色是導熱，而散熱則是將熱從傳到空氣中；散熱比導熱更為重要，往往為關鍵所在。業者認為，系統散熱須有更好的方式來解決，以氣流方式、增加表面面積，或是減少質量(厚度)達到減少熱儲存，都是可能的方向。

多層板(8或10層)PCB是銅箔與玻纖結合再打孔，銅箔的導熱係數高，但熱傳導卻被玻纖樹脂阻絕。部份主機板業者在PCB的電源層及接地層，採用好幾盎司純銅PCB來降低系統運作溫度，導熱係數雖提高，但厚銅箔片也會增加熱阻值，而且，若每層基板間的熱傳導介質不恰當，導熱係數再高，溫度還是無法傳導出去，系統溫度還是降不下來。

傳統熱管理使用風扇和散熱器，但風扇轉動會耗能並產生灰塵堆積，影響散熱器耐用性。散熱鰭片以陽極處理避免表層氧化，陽極處理層也會把熱封住在鰭片內，效果打折扣。

MCPCB的熱阻約在2~4μm2-K/W，這是以三層熱阻分別計算來合計，介面熱阻升高為可能產生的問題。基板表面粗糙不平，需以液態物質才能填滿，銅箔玻纖基板間的縫隙是否填滿，也是問題。微小的縫隙成為熱阻，使熱度無法有效傳導到基板表面；部分被傳導到基板表面，又被傳統硬式電路板的阻焊油墨(綠漆)擋住。

因此，在每層基板間加入軟陶瓷導熱膠膜，把每一層的熱度往上及往下傳導出去，是不可忽視的發展趨勢。

globe0968

[桃園訊] 傳統印刷電路基板製程與材料，已無法應付日益增高的處理器與晶片溫度。冠品化學研發軟陶瓷散熱漆、軟陶瓷導熱膠膜與散熱型防焊油墨，提供印刷電路板導熱與散熱新應用。採用此種新材料新工法的印刷電路板，溫度發散更快，也更節能，已獲得驗證。

遊戲機、智慧型手機、數位相機、筆電因過熱當機，大都由於散熱不良，導致系統停機。韓德行說，冠品軟陶瓷散熱材料，可耐高酸鹼值（PH 3~11）、具有絕緣、防水、抗靜電、高耐候性、高散熱性及自清性，除了應用於印刷電路板及LED背光的LCD TV大型散熱鋁板，各種高溫運轉發熱器、需曝露於戶外的馬達、熱交換器、變電箱、內燃機等，也有很好的效果。

冠品研發主管葉聖偉博士建議，由內而外重組導熱與散熱機制，過熱問題才能根本解決。他表示，從電路板著手，把軟陶瓷導熱膠膜夾入，PCB表層改用散熱油墨；或把電容器、電阻的表面陽極處理及塑膠膜，改以軟陶瓷散熱塗料噴塗取代。機體外殼的電鍍或傳統烤漆，也可改用散熱塗料保護。

mister_liu

【台北訊】「台灣熱管制定標準術語與性能測試暨產學推廣交流大會」，日前在集思台大會議中心舉辦，透過這次交流會議以公證力制定測試規範，有助於未來台灣專家於國際標準平台上的標準制定，增進散熱產業蓬勃發展。

此次交流大會由國科會工程科技推展中心指導，台灣熱管理協會（TTMA）主辦，國立清華大學工科系與國立台灣大學創新育成中心共同協辦，邀請各界專業產、官、學專業人士集思廣益與合作。

美國BCC Research針對全球熱管理市場的調查分析顯示，2011年全球熱管理市場規模仍高達80億美元，預估2016 年達到109億美元，未來五年的平均複合成長率在6.4%左右。這其中的成長動力部份分來自綠能產業的熱管理需求，如LED、太陽能、電動車、散熱片、熱管、均熱片材料、平板熱管、迴路型熱管、界面材料、風扇技術、液相冷卻、熱設計及熱模擬、熱量測、熱電材料及元件、先進冷卻、LED封裝及散熱等。

透過這次大會製訂受界信任的標準測試方法，以AMCA 風洞的原則為精神參卓，不限定廠牌的儀器，而是考慮資料庫檔案的訊息足夠性，並依此規範建立各個標準測試儀器之性能曲線及測試標準，因此，這次台灣熱管制定標準術語與性能測試將奠定整體熱管理產業的基礎，藉以提供相關系統廠商使其所能信任此製定標準，使其產業在環境變動下快速轉型及調整營運策略才是致勝及存活的關鍵。

該協會過去一年在所有會員的支持下持續推動各項技術交流，去年總計舉辦多場散熱技術研討會及成果發表，並參與第六屆IMPACT國際構裝暨電路研討會及第十屆國際熱管論壇，促進國際交流及曝光度。除會務報告外，其舉辦相關的技術成果、論文發表及這次大會活動資訊，歡迎各界上網查詢。

mister_liu

目前相關電子設備多採用直接空氣冷卻方式，但由於空氣的低熱傳性能，無法解決電子設備發熱集中部位之所謂「熱焦點」問題，另由於空氣之低比熱性質，需大風量以應付高階電腦之高散熱量之需求，其衍生之高噪音及大體積風扇亦成為散熱性能之限制。因此小體積、高熱傳性能之液體冷卻技術，已成為近年來研究發展之重點，相關產品逐漸進入實際商業市場。尤其是伺服器、LED燈具等高功率之電子設備，液體冷卻系統已成為不可或缺之選擇，在可見的將來，其將成為電子設備冷卻技術的主流?

電子設備冷卻技術涵蓋：液體冷卻技術，從基礎熱傳原理開始，到熱傳增強技術、微熱交換器設計、液泵選用，以及液體冷卻系統，如何比較液體冷卻與直接器冷之優缺點，分析液體冷卻技術之發展現況及未來展望。希望藉由需求與供應者間之溝通，促進國內液冷技術之發展，並尋求高功率之電子設備冷卻技術之長期解決方案。

mister_liu

近年來隨著地球氣候暖化天災頻傳、石化能源價格居高不下，使得「節能減碳」成為先進國家及新興開發中國家極為重視的議題，紛紛投入資源開發綠能技術，其中之一就是提高能源使用效率及廢熱回收比率，以降低溫室氣體排放及對環境之衝擊。熱電元件兼具致冷/加熱與溫差發電等多重功能，模組運作時不需要任何運動組件，無噪音、元件穩定可靠。

目前除已成熟應用在消費性電子、半導體設備、通信產品、醫療器材、工業用溫控器、汽車座椅及國防太空等溫度控制及冷卻裝置上外，其應用於中小型/中低溫廢熱回收及偏遠地區之熱電發電電力自主供應，已被視為未來極具潛力的次世代廢熱回收新技術。過去熱電技術礙於材料熱電優值(ZT)侷限在1左右而使其在廢熱發電、電子散熱及空調系統運用上無法普及。

然而近年來熱電技術在各國政府的積極投入下，不管在材料熱電優值及熱電轉換效率均有突破性的進展。根據美國能源部的報告顯示，2012年起裝有熱電發電及空調系統(HVAC)的車種將陸續上市，此將引發新一波的熱電應用風潮。基於此，本研討會特別邀請國內對於熱電材料與元件研發具經驗的產學研專家，就整體熱電技術發展現況與趨勢、汽車廢熱熱電發電、工業廢熱熱電發電、奈米結構熱電材料、中溫熱電材料及熱電元件在微電子/光電方面之應用等主題，進行廣泛及精闢的探討...

mister_liu

因電腦產品的快速推陳出新、效能不斷提升，獲利空間不斷下降的趨勢，其關鍵性零組件─CPU散熱器─的市場競爭日趨白熱化，使得CPU散熱器的開發過程必須達到快速、精準、高效的執行水準才可獲得實質利益。

但由於CPU散熱器產品的主要關鍵元件─扇葉、DC馬達、散熱鰭片，在對應的流力、熱傳、電機與電子等不同的物理機制下一起運作，以及在不同學科教育背景的工程團隊設計下共同研製，如何匹配這些主要關鍵元件之設計參數，使之快速、高效地推出性能優異的產品，成為產品開發的重要課題。

因此如何以系統性思考CPU散熱器的產品設計，以整體性設計的角度考量葉片─馬達─散熱器三者之性能匹配，使產品性能可以達到極致！從CPU散熱器之系統性角度探討整體設計之概念，以關鍵性組件分類，有人願意討論設計之基本原理、設計方法、分析技巧與性能驗證技術，據此建立CPU散熱器之系統性最佳化之協同設計概念，最後介紹DC風扇葉形設計優化、水冷散熱器性能分析以及繪圖卡散熱器改善與其鰭片最佳化設計等工程實例討論麼？

mister_liu

隨著各式IC元件的多功能化、薄小化及高速化，晶片及模組的發熱量及發熱密度愈來愈高，「熱管理」一直是電子產品發展極待克服的棘手課題？

當電子產品面對於高發熱密度與長距離傳熱的散熱設計需求時，傳統的金屬材料並無法解決此兩大難題，而熱管具有一個極為優異的高熱傳導性能，因此非常適合處理高發熱密度與長距離傳熱之問題，如此也因而造就國內熱管相關產業的興盛發展。

有人願意救熱管的基本原理、應用、性能測試與製作等項目進行討論，能藉由此論壇來與大家交換研究心得麼？