車載芯片的散熱問題如何解決?
車載芯片散熱問題可通過多種方式解決,如采用散熱結構合理的車載芯片系統,利用風冷、金屬散熱片、導熱硅脂等傳統散熱方式,以及開發(fā)新的散熱技術等。隨著車載芯片技術發(fā)展,其集成度與性能提高,功耗增加,散熱面臨諸多挑戰(zhàn)。傳統方式在某些場景下有局限性,而新的散熱結構能提供散熱通路。多種方式共同作用,能更好地解決車載芯片散熱問題。
在傳統散熱方式中,風冷是較為常見的一種。通過空氣的流動帶走芯片產生的熱量,簡單且成本較低。在一些對散熱要求不是極高、芯片功耗相對較小的車載設備中,風冷能夠發(fā)揮一定的作用。例如普通的車載收音機等設備,利用車輛內部的自然空氣流動或者小型風扇輔助,就可以滿足基本的散熱需求。
金屬散熱片也是常用的散熱手段。它一般會緊密貼合在芯片表面,利用金屬良好的導熱性能,將芯片產生的熱量快速傳導至散熱片的各個部位,增大散熱面積,加快熱量散發(fā)。在一些車載主機中,就經常能看到金屬散熱片的身影,它能夠有效地將芯片的熱量散發(fā)到周圍空氣中,在一定程度上保證芯片的正常工作溫度。
導熱硅脂則像是一座“橋梁”,填充在芯片與散熱片之間。由于芯片和散熱片的表面不可能做到絕對平整,存在微小的縫隙,導熱硅脂可以填充這些縫隙,減少熱阻,使熱量能夠更順暢地從芯片傳遞到散熱片上,進而提高散熱效率。
然而,隨著車載芯片朝著更高性能、更高集成度發(fā)展,傳統散熱方式逐漸暴露出一些不足。就像在車載主機領域,MPU功耗不斷上升,僅僅依靠增大芯片封裝表面散熱片面積來提升散熱能力,會占用大量的布板空間,當空間不足時,散熱效率就難以進一步提高。
因此,新的散熱結構應運而生。以一種具散熱結構的車載芯片系統為例,它包含主機架、電路板結構及散熱組件。主機架的主機箱體內有容納空腔,為整個系統提供了一個穩(wěn)定的“家”。電路板結構中,上下并排的第一、二電路板分工協作,而關鍵的車載芯片就設置在第一電路板上。
散熱組件與第一電路板緊密相連,其中設于車載芯片上端面的第一散熱片,就像一個“熱量收集器”,能夠快速吸收芯片產生的熱量。不僅如此,在第一電路板下方、第二電路板上還設有輔散熱件,這個輔散熱件包含電路板支架及設于其上的第二散熱片,第二散熱片上端面緊緊抵緊車載芯片下端面,從下方也對芯片進行散熱,形成了上下夾擊的散熱態(tài)勢。
電路板支架上開有環(huán)設于車載芯片周側的第一散熱孔,這些散熱孔就像是空氣的“高速公路”,能夠加速空氣的流通,讓熱量更快地散發(fā)出去。第一散熱片通過第一螺釘緊固件與第一電路板連接,電路板支架通過第二螺釘緊固件與第二電路板連接,保證了各個部件之間的穩(wěn)固連接。而車載芯片與第一電路板貼片連接,第二散熱片與電路板支架鉚接連接,使得整個結構更加緊湊合理。
主機箱體的設計也大有學問,頂部和一側部敞口的箱體主體、主機上蓋板和主機側蓋板相互配合。箱體主體設有與第二電路板對應設置的多個第三散熱片,進一步增大了散熱面積。同時,箱體主體、主機上蓋板、主機側蓋板分別開設有與容納空腔連通的第二、三、四散熱孔,這些散熱孔構建起了一個完整的散熱通路,讓熱量能夠順利地散發(fā)到車外。
除此之外,未來還需要不斷開發(fā)新的散熱技術,以更好地應對高功耗帶來的散熱挑戰(zhàn)。例如一些新型的散熱材料和散熱裝置正在研發(fā)中,它們有望在提高散熱效率的同時,減小占用空間,提升散熱的均勻性和可靠性。
總之,解決車載芯片散熱問題是一個系統工程,傳統散熱方式為基礎,新的散熱結構和未來的新技術為發(fā)展方向,只有多種方式相輔相成,才能滿足不斷發(fā)展的車載芯片散熱需求,確保芯片在穩(wěn)定的溫度環(huán)境下高效運行,為汽車智能化的發(fā)展提供堅實保障 。
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