1、ENVIRONMENT-FRIENDLY HEAT DISSIPATION APPLICATIONS(節(jié)能環(huán)保的散熱技術應用)演講人:Mr. D.L. SHEN,ENVIRONMENT-FRIENDLY HEAT DISSIPATION APPLICATIONS(節(jié)能環(huán)保的散熱技術應用),(1) 電子產品(散熱技術) 方向 (2) 以附加 “散熱鰭片” 提高與外界空氣的對流傳熱效應 (3) 在(鰭片)端周圍外加(風扇)提升對流熱傳系數 (4) 以(熱管)傳熱方式作為(高導熱性材料)傳熱至鰭片端 (5) 透過(液冷系統(tǒng))將廢熱藉由液體傳至散熱器再透過 (對流)與外界熱交換(6) LED燈具“散熱

2、”技術發(fā)展及傳統(tǒng)電子產品散熱差異 分析(7) PDC熱處理材料簡介,(8.1) 熱處理材料 (8.2) 熱處理材料 (9) 新解熱材料分析實驗 (10) 自然對流下有涂布不同厚度銅與鋁比較(10W) (11) 自然對流下不同厚度之鋁散熱片在10W下比較(12) 自然對流下有涂布和無涂布應用于銅與鋁之比較表 (13) 自然對流下有涂布及無涂布應用于銅與鋁之比較 (14) “熱源” 處理的 “環(huán)保” 和 “節(jié)能”,2,-電子產品(散熱技術)方向-, 若論及一般散熱系統(tǒng)解決電子產品廢熱的排 除方式， 大多需藉由(傳導)、(對流)及(輻射)方式，將熱排出于 周圍環(huán)境，降低電子產品的運轉溫度，以維持系統(tǒng)

3、運 轉的(穩(wěn)定度)與(可靠度)。 電子產品的“對流”方式散熱，基本上可分為(自然對 流)及(強制對流)2種。 前者適用于對“低噪音”要求較高的產品，而后者則多半 因“高熱問題”過大，必須采用強制對流 (利用風扇等方 式將 熱散出)才能解決高熱問題。,3,-以附加“散熱鰭片”提高與外界空氣的對流傳熱效應-, 電子組件常用的散熱方式之一為加裝(散熱片)。 (散熱片)為一種固定于電子組件表面的導熱性材料，藉以將電子組件產生的熱傳導至周圍環(huán)境，其構造多為底板和鰭片所組成，底板部分直接與電子組件接觸，主要作用為(均熱)，使熱快速傳導及擴散；(鰭片)的作用為(散熱)，藉由增加表面積來傳遞經由底板擴散的熱，

4、并由空氣對流方式，將熱自鰭片表面散至周圍環(huán)境。 當鰭片表面積越大(空間有效使用的考慮!)，其散熱效果越佳，愈能使電子組件達到應有的效能。不少LED路燈即使用散熱鰭片進行散熱。 附加鰭片增加散熱面積的散熱器外觀 資料來源：2009/5,4,-在(鰭片)端周圍外加(風扇)提升對流熱傳系數-,-(耗電量)、(重量)- 對于散熱能力而言，透過外加風扇的(強制對流)，其效能比自然對流方式的效能優(yōu)良，但相對地，額外增加耗能將難以避免。 因使用風扇散熱即 “增加耗電量”，例如為求得桌上型計算機或筆記型計算機處理器效率的提升，就必需增強散熱效率，也就是增加風扇轉速，而增加風扇轉速，便會增加風扇耗電量，同時將增

5、加散熱模塊的 “重量”。 外加散熱風扇的散熱器外觀 資料來源：2009/5,5,-以(熱管)傳熱方式作為(高導熱性材料) 傳熱至鰭片端-, 若因空間的限制而無法將散熱器直接地安置在熱源上，可采用熱管將熱由熱源傳送到鰭片組端?；蚴侨魺嵩粗車臒醾鳁l件不足而無法配置一個有效用的散熱器，迫使熱源區(qū)與散熱區(qū)必須被分置在兩個地點，例如熱源與冷卻氣流有一段距離，這時可使用熱管將熱由熱源傳送到冷卻氣流區(qū)，或者在一個密封的裝置內使用熱管，以將個熱源的熱傳送到機殼外的散熱器。 除此之外，亦可使用熱管來加強散熱器的性能，例如利用一個熱源集中的散熱器或一個超大底板面積的散熱器，將熱管埋入散熱器底板，可使熱源的熱有效

6、地擴散到整個底板。 另外，(熱管)也能夠提升鰭片的散熱效率，因鰭片頂 端距熱源較遠，所以其散熱效率較低，藉由熱管連結散熱器底板及鰭片頂端，而使熱能迅速被傳送到鰭片頂端，將可提升鰭片散熱效率。 以熱管傳熱方式傳熱至鰭片端的散熱器 空間的有效使用 成本(性價比) 資料來源：2009/5,6,-透過(液冷系統(tǒng))將廢熱藉由液體傳至散熱器 再透過 (對流)與外界熱交換-, 液冷系統(tǒng)系透過泵浦將液體通過電子組件上方的水道通路，利用有較多吸熱能力的液體，將電子產品的廢熱，經由管路傳遞的熱交換器端，經由與外界空氣的熱交換達成散熱目的。 目前，東芝制作的水冷模塊可將微處理器的熱量，擴散至設于LCD面板背面的散熱

7、板。該公司認為這種方式將會成為高發(fā)熱量電子組件散熱設計的主流。 采用液冷系統(tǒng)方式的散熱器 空間的有效使用 成本(性價比) 資料來源：2009/5,7, 并非所有參與LED照明的LED廠商會將一般照明燈具的散熱設計列為發(fā)展重點，主要還是要視“LED廠本身的市場定位”而定，例如日亞化學(Nichia)即以提供白光LED為業(yè)務拓展重點，其對燈具的散熱設計并未有多少著墨，倒是主要照明用LED兩大廠商(Philips)及(Osram) 對于LED組件、LED燈泡、LED燈具及一般照明(general lighting)應用，均有相較其它業(yè)者更深的投入。, 各廠商在LED照明領域發(fā)展重點 注：Philip

8、s近年來購并多家北美LED照明相關組件及應用廠商，產業(yè)布局最為完整。資料來源：2009/5,12,(1) PDC 熱處理材料簡介 熱處理材料包含二個概念 (a) “導” 熱 (b) “散” 熱, 一般而言，銀、銅、鋁等是極佳的 “導” 熱材料，至于 “散” 熱，多藉空氣的幅射熱做為 “散” 熱的主要途經。 PDC的熱處理材料整合 “導” 熱和 “散” 熱的功能并以非金屬材料來達到金屬材料相同或更優(yōu)的 “導” 熱 和 “散” 熱的效率。 (2) PDC的熱處理技術和一般傳統(tǒng)熱傳導技術比較表 (3) PDC熱處理材料的功能說明如上，實物部份(熱處理材料)。 (4) 本說明配合實物圖片(請詳附件)。

9、,9,(A) “無”熱處理材料 (Tc 70) (B) “涂布”熱處理材料(Tc 60),10,(A) 反面(Dominant LED) (B) 反面(Dominant LED) (Tc 70) (Tc 60),11,新解熱材料分析實驗 : Date : 20071002,實 驗 總 結 報 告 : 自然對流 1. 在自然對流的情況之下, 無論材質為何,有涂布的材料其上之晶體溫度皆較低; 其趨勢為瓦特數愈大晶體溫度差異愈大, 但環(huán)溫并未有較大的影響(環(huán)溫較高效能僅微量增加) 故此實驗中溫度差異最大的條件為: 10W, 環(huán)溫25 (相同材料下有涂布與無涂布) 溫度差異最小的條件為: 5W, 環(huán)溫

10、25 *- 此涂布材料于高瓦特數有較佳的性能表現 2. 材料涂布于銅或鋁材所造成的散熱能力接近 (材料間溫度之差異僅為銅與鋁基本之差異) 3. 無論何組條件之實驗, 晶體溫度的表現與環(huán)境溫度成線性正比關系,13,自然對流下有涂布不同厚度銅與鋁比較 (10W),31,自然對流下不同厚度之鋁散熱片在10W下比較,18,表一 : 自然對流下有涂布及無涂布應用于銅與鋁之比較表,19,自然對流下有涂布及無涂布應用于銅與鋁之比較 結論 : 1. 材料涂布于銅或鋁材所造成的散熱能力接近 (材料間溫度之差異僅為銅與鋁基本之差異) 2. 無論何組條件之實驗, 晶體溫度的表現與環(huán)境溫度成線性正比關系,42,“熱源

11、” 處理的 “環(huán)?！?和 “節(jié)能”,(a) 對LED的發(fā)光特性而言，“熱”的產生就是 “耗能” LED的 “電” 轉 “光”和 “溫度”息息相關，若能提供LED “更低溫”的工作溫度不但發(fā)光效率可以提升且也是“節(jié)能”。 降低工作溫度對LED本身的使用壽命和可靠度都有正面效果 (b) “熱源” 處理的 “環(huán)?！?和 “節(jié)能” 解決方案。 * 所謂“熱源”處理的 “環(huán)保”和 “節(jié)能” 基本概念 有效降低LED的工作溫度 Tc (= 60或更低) Tc = PIN腳溫度 使用可回收和可再利用(RECYCLED & REUSABLE) 的材料做為 “熱源”處理的材料 * 使用更少的可回收/可再利用的材料來達到相同或更好的 “熱源”處理效果,43,* 所謂 “使用更少(SMART USE)” 的概念，當然和體積/重量有關。換言之，就是選用的比重更小的材料且兼顧 “環(huán)?！?和 “節(jié)能”。這里所謂的 “環(huán)?！?和 “節(jié)能” 是指我們所用來處理“熱源”的材料在生產該材料的過程中是 “低耗電(= 節(jié)能減碳)” 且 “環(huán)保(無需二次廢棄物處理)”。 (c) 經濟效益的綜合考慮，PDD材料的“功能特性”不亞于 “奈米碳”“性價比”優(yōu)于銅或鋁。 -請詳下列(c.1)