加固型工業平板電腦的散熱解決方案

   設計案例分析：對一款加固型平板電腦進行散熱性能評估，旨在幫助降低產品的與用戶接觸的表面溫度。 挑戰在降低表面溫度的同時，將電子元件溫度保持在工作范圍內。系統需與外界隔絕，防止空氣和灰塵進入。由于產品尺寸小，所以必須采用自然對流進行冷卻。

   散熱問題一直都是加固平板電腦設計中需重點解決的問題。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。由于工業生產環境的復雜性，工業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-20℃~70℃，而且工作濕度的范圍是非凝露0—95%。

   同時加固平板電腦還可能同時存在粉塵、電磁干擾和輻射的環境長時間工作。在這些環境下，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惡劣生產環境的工控主板就被生產出來了。

   加固平板電腦的工控主板可以在-20℃~60℃之間的環境中穩定工作，甚至某些工業主板采用特殊的寬溫設計，溫度范圍可達-20度~70度。這對結構的散熱方案，散熱效率都是一個嚴峻的考驗。在加固平板電腦工控主板散熱設計上，必須使用的特殊散熱設計，甚至還采用全鋁制的機構外殼，而且對CPU、南北橋和硬盤等發熱大戶，也必須進行特殊處理，這樣才能保證工業一體機電腦整機的正常運行。

   由此看來，加固平板一體機電腦并不是散熱有獨特的方式，而且其內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，綜合性質的導熱材料，又稱為導熱石墨膜，導熱石墨片，石墨散熱片等，為電子產品的薄型化發展提供了可能。散熱石墨膜具有良好的再加工性，可根據用途與PET等其他薄膜類材料復合或涂膠，這種材料有彈性，可裁切沖壓成任意形狀，可多次彎折；適用于將點熱源轉換為面熱源的快速熱傳導，具有很高的導熱性能，是由一種高度定向的石墨聚合物薄膜制成。除了傳統方法之外，散熱石墨膜是提供散熱管理/在有限區域內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、極佳的導熱系數:700-1300 w/(m-k)(相當于銅的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(可反復彎曲)； 4、低熱阻。

   散熱石墨膜應用：散熱石墨膜廣泛的應用于PDP、LCD TV 、Notebook PC、UMPC、Flat Panel Display 、MPU 、Projector 、Power Supply、LED，MID,移動電話；DVD；數碼相機；電腦及周邊設備；傳感器；半導體生產設備；光纖通信設備等電子產品！

   根據研發設計部門，采用 CFD 獲得了外殼的氣流和溫度特征等相關數據。根據CFD 模型,識別哪些關鍵元件和過熱區域是需要改善的。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。在幾個位置采用隔熱層將熱點區域與外殼隔離：1、在熱點加裝塑料蓋，將熱源與外殼側壁分開。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。可交付產品/結果該解決方案顯著地減小了加固工業平板電腦散熱片的尺寸（同時，出乎意外地降低了電腦表面手感溫度）。