加固型工业平板电脑的散热解决方案

加固型工业平板电脑的散热解决方案

   设计案例分析：对一款加固型平板电脑进行散热性能评估，旨在帮助降低产品的与用户接触的表面温度。 挑战在降低表面温度的同时，将电子元件温度保持在工作范围内。系统需与外界隔绝，防止空气和灰尘进入。由于产品尺寸小，所以必须采用自然对流进行冷却。

   散热问题一直都是加固平板电脑设计中需重点解决的问题。加固平板电脑采用的工控主板是加固平板电脑的组成部分。由于工业生产环境的复杂性，工业平板电脑通常要求在极端的温度、湿度等条件下工作，其工作温度范围跨度可达-20℃~70℃，而且工作湿度的范围是非凝露0—95%。

   同时加固平板电脑还可能同时存在粉尘、电磁干扰和辐射的环境长时间工作。在这些环境下，普通的电脑主板根本无法满足需求，那么特别适用于加固平板电脑的能够适应恶劣生产环境的工控主板就被生产出来了。

   加固平板电脑的工控主板可以在-20℃~60℃之间的环境中稳定工作，甚至某些工业主板采用特殊的宽温设计，温度范围可达-20度~70度。这对结构的散热方案，散热效率都是一个严峻的考验。在加固平板电脑工控主板散热设计上，必须使用的特殊散热设计，甚至还采用全铝制的机构外壳，而且对CPU、南北桥和硬盘等发热大户，也必须进行特殊处理，这样才能保证工业一体机电脑整机的正常运行。

   由此看来，加固平板一体机电脑并不是散热有独特的方式，而且其内在的各种配件都是通过了宽温处理的，可能也是加固平板电脑之所以比平常电脑更贵的原因。

   热石墨膜是一种很薄的GTS，综合性质的导热材料，又称为导热石墨膜，导热石墨片，石墨散热片等，为电子产品的薄型化发展提供了可能。散热石墨膜具有良好的再加工性，可根据用途与PET等其他薄膜类材料复合或涂胶，这种材料有弹性，可裁切冲压成任意形状，可多次弯折；适用于将点热源转换为面热源的快速热传导，具有很高的导热性能，是由一种高度定向的石墨聚合物薄膜制成。除了传统方法之外，散热石墨膜是提供散热管理/在有限区域内功率器件散热或者提供辅助功率器件散热的理想材料。

   散热石墨膜特性：1、极佳的导热系数:700-1300 w/(m-k)(相当于铜的2到3倍，铝的3到5倍)；2、比重:0.85-1.9 g/cm3 (密度相当于铜的1/4到1/10，铝的1/1.3到1/3) ；3、柔软且容易裁切(可反复弯曲)； 4、低热阻。

   散热石墨膜应用：散热石墨膜广泛的应用于PDP、LCD TV 、Notebook PC、UMPC、Flat Panel Display 、MPU 、Projector 、Power Supply、LED，MID,移动电话；DVD；数码相机；电脑及周边设备；传感器；半导体生产设备；光纤通信设备等电子产品！

   根据研发设计部门，采用 CFD 获得了外壳的气流和温度特征等相关数据。根据CFD 模型,识别哪些关键元件和过热区域是需要改善的。降低了用于冷却最热元件的 散热片的尺寸，从而减少了散热片向外壳的热辐射。在几个位置采用隔热层将热点区域与外壳隔离：1、在热点加装塑料盖，将热源与外壳侧壁分开。2、加装聚碳酸酯板，在 PCB 印刷线路板和遮盖处理器的镁板之间提供隔热层。3、在散热片底座和镁板之间添加硅酮密封剂。4、在散热片和处理器接口周围加装 RF 垫圈，作为隔热层和EMI 屏蔽层。可交付产品/结果该解决方案显著地减小了加固工业平板电脑散热片的尺寸（同时，出乎意外地降低了电脑表面手感温度）。