小型電子產品冷卻技術

隨著IT化的進展，通訊產品的開發亦無止境的發展，踏著此技術成果的電子產品的性能提升令人驚嘆。而隨著性能提升，不可欠缺的半導體的高密度化則面臨必須解決由半導體電子元件增加的發熱量以及每個電子元件單位面積所增加的發熱量，此兩觀點所引起的散熱課題。特別是于小型電子產品方面，如何在有限的空間里冷卻這些半導體電子元件的散熱技術是決定產品的性能以及尺寸的重要要因。尤其最近UMPC或是Smart Phone等更高機能化或是LED照明高輝度的提升所面臨的散熱問題，若采用風扇的冷卻方式散熱，則適用于這些小型產品的超小型風扇的出現是不可或缺的。

搭載風扇來解決小型電子產品的散熱問題，雖然比自然對流的散熱方式能夠得到更大的散熱效果，但另一方面，搭載風扇進行散熱也存在著特有的課題。那就是 1.當風扇發生故障時散熱效果會降低 2.會發生噪音 3.為使風扇驅動，電力即為必要…等這些問題。

1995年當筆記型電腦搭載風扇進行散熱時，使這些課題變得明確化，而經過了14年間的問題改善，筆記型電腦也擁有解決這些課題的歷史，因此隨著回顧筆記型電腦的散熱技術發展的歷史，當思考如何解決最新的小型電子產品所面臨的散熱問題時，個人認為相當具有參考價值，因此于本文章中，藉由追溯這段歷史，同時也考量當小型電子產品搭載風扇時，應該采用如何的散熱設計，而當選用風扇時又該考量何種問題，以及說明關于最新的超小型風扇的動向。

小型電子產品的散熱歷史: 筆記型電腦搭載風扇散熱的背景及課題

在筆記型電腦上采用強制氣冷風扇始于1995年Intel的Pentium CPU的上市。雖然當時為打破最高速CPU 80486的性能界限而推出Pentium，然而同時其發熱量也飛躍似地增大至16w，由于以往的自然散熱技術用于筆記型電腦系統上的散熱已出現困難的情況，因此風扇的散熱方式被采用了。

當時CPU的散熱，是采用以鋁或銅的散熱板使CPU的熱于系統內進行自然散熱的方式為主流，對于發熱量增加的Pentium 的散熱問題，CPU制造商則提倡采用導熱管來降低散熱板的熱阻抗的方式。

由于此散熱方式是為使CPU的熱能擴散至筆記型電腦內部，因此系統內部的溫度會上升，雖然對于能耐熱溫度95℃左右的電子零件以及更高溫CPU的散熱是可行的，但對于耐熱溫度55℃~60℃低溫的HDD，FDD或是CD-ROM也會有不適用的情況。此散熱設計的考量是將擴散于筆記型電腦內部的熱，最終由框體散熱至外部，但隨著制品的小型化，薄型化，散熱至外部的面積減少，并且筆記型電腦的表面溫度有極限，再加上CPU的發熱量仍會繼續增加，因此筆記型電腦的散熱設計是有極限的。