【资料】散热发展

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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。隨著元件發熱量的增加與體積的縮小，發熱密度也因而快速的提升。若無法提供有效的散熱，將會影響到電子產品之性能及可靠度，甚至縮短使用期限。
  
目前對於桌上型電腦CPU而言，鋁製散熱片結合風扇之散熱模組是必備的，但隨著發熱量的增加，目前散熱模組已逐漸無法滿足散熱之需求，必須開發新式的散熱模組以因應未來之挑戰。而在筆記型電腦方面，目前熱管是一個被廣泛使用於傳熱用之重要元件。熱管可視為是一個具有高熱傳導率之被動熱傳元件。由於內部的兩相流熱傳機制，使得熱管的傳熱能力是同樣尺寸銅金屬的數百倍以上。利用熱管作為熱的傳遞物時，具有反應迅速及熱阻小之優點。因此可配合熱管或其衍生產品之使用發展出各型高性能散熱模組，適合解決目前各式電子產品因性能提昇所衍生之散熱問題。
  
另外，由於電子元件技術進步十分迅速，連帶使電子產品之開發時程必須縮短在3至6個月之內，快速推出以便能在市場佔有一席之地。因此系統之散熱設計必須能一次就完全能處理過熱之問題，不容許有多次修改調整之時間，亦即熱對策必須正確有效。傳統散熱設計之效果必須透過散熱模組之製作與測試方能得知，若無法滿足需求，將必須重新設計製作與再測試，甚至整個電子產品必須進行修改，如此將花費許多的時間，延誤了產品的先機。而藉由數值模擬軟體之應用，可以在極短之時間內即可獲知系統散熱設計之效果，重新修改所需之時間也十分快速，因此數值模擬技術已逐漸成為縮短產品開發時程之利器。
  
因此整個電子散熱技術之發展，可以分成以下幾個核心技術加以說明：
  
熱對策技術：藉由對於電子元件在電路板上之分佈、功率大小、EMI、機構等考量，結合散熱片、熱管或風扇之設計安排，規劃出最佳之散熱對策。  
數值模擬技術：透過電腦數值模擬分析軟體計算快速之特點，透過熱對策之設計，藉由程式進行計算分析，以瞭解熱對策設計之優良與否，並視需要進行散熱設計之修正，以求取最佳之散熱效果。  
散熱元件技術：在電子系統中，如何迅速將元件本身熱量分散以降低元件溫度，是一重要關鍵技術。因此熱管、風扇、散熱片等散熱元件已大量被使用在各式電子產品之中。而在電子元件發熱密度越來越高的情形下，具有更高散熱性能之散熱元件設計、開發，是非常具急迫性的需求。
  
   
  
國內外現況  
  
國外廠商在開發更高性能或新式的散熱產品方面，以美國與日本最為投入，其相關產品種類包含散熱片、熱管、風扇、新型的平板型熱管與環路型熱管等。
  
國內有多家廠商投入散熱片、風扇之設計與生產，近五年來更開始進行熱管之製作，並突破了國外熱管產品壟斷之情勢。最近更開始嘗試開發更先進之產品如平板型熱管與環路型熱管，目前仍尚未有具體之成果。在學界方面也有多所大學投入相關之研究，台大機械二相流實驗室並與國外技術單位合作開發環路型熱管。
  
   
  
研發現況與成果  
  
工研院能資所在經濟部研究專案支持下，投入電子散熱相關技術之研發，包含散熱設計、熱管開發、電腦模擬技術等技術之建立，並獲得具體之成果。特別是在微熱管製作之技術開發方面，建立國內之設計與生產技術，突破了國外熱管產品壟斷之局勢，並促使熱管售價之下降，大幅降低散熱模組之成本。
  
而在與國科會太空計畫室的委託合作計畫中，已成功完成鋁氨熱管(操作溫度範圍-20~50oC)的設計、製作之開發。而目前正在進行熱控冷板之設計開發，其操作溫度範圍-30~50oC。
  
熱管技術移轉：銅-水毛細熱管
服務廠商：超眾、富驊
  
技術服務：散熱設計、電腦模擬分析、委託製作、性能檢測
服務廠商：宏碁、大眾、昌磊、超眾、鼎沛、前錦、熵立得、銓寶等
  
散熱設計與電腦模擬分析技術
  
平板型熱管
  
環路型熱管
  

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