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(jié)構(gòu)合理的車載芯片系統(tǒng),利用風(fēng)冷、金屬散熱片、導(dǎo)熱硅脂等傳統(tǒng)散熱方式,以及開發(fā)新的散熱技術(shù)等。隨著車載芯片技術(shù)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(tǒng)方式在某些場景下有局限性,而新的散熱結(jié)構(gòu)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(tǒng)散熱方式中,風(fēng)冷是較為常見的一種。通過空氣的流動帶走芯片產(chǎn)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(shè)備中,風(fēng)冷能夠發(fā)揮一定的作用。例如普通的車載收音機(jī)等設(shè)備,利用車輛內(nèi)部的自然空氣流動或者小型風(fēng)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(dǎo)熱性能,將芯片產(chǎn)生的熱量快速傳導(dǎo)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(jī)中,就經(jīng)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(dǎo)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(dǎo)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(jìn)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(tǒng)散熱方式逐漸暴露出一些不足。就像在車載主機(jī)領(lǐng)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(dāng)空間不足時,散熱效率就難以進(jìn)一步提高。

因此,新的散熱結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生。以一種具散熱結(jié)構(gòu)的車載芯片系統(tǒng)為例,它包含主機(jī)架、電路板結(jié)構(gòu)及散熱組件。主機(jī)架的主機(jī)箱體內(nèi)有容納空腔,為整個系統(tǒng)提供了一個穩(wěn)定的“家”。電路板結(jié)構(gòu)中,上下并排的第一、二電路板分工協(xié)作,而關(guān)鍵的車載芯片就設(shè)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(shè)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(chǎn)生的熱量。不僅如此,在第一電路板下方、第二電路板上還設(shè)有輔散熱件,這個輔散熱件包含電路板支架及設(shè)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(jìn)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(shè)于車載芯片周側(cè)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(jié)構(gòu)更加緊湊合理。

主機(jī)箱體的設(shè)計也大有學(xué)問,頂部和一側(cè)部敞口的箱體主體、主機(jī)上蓋板和主機(jī)側(cè)蓋板相互配合。箱體主體設(shè)有與第二電路板對應(yīng)設(shè)置的多個第三散熱片,進(jìn)一步增大了散熱面積。同時,箱體主體、主機(jī)上蓋板、主機(jī)側(cè)蓋板分別開設(shè)有與容納空腔連通的第二、三、四散熱孔,這些散熱孔構(gòu)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(shù),以更好地應(yīng)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(tǒng)工程,傳統(tǒng)散熱方式為基礎(chǔ),新的散熱結(jié)構(gòu)和未來的新技術(shù)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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