【成功案例】高性能导热间隙填料Tputty™607 成功解决汽车娱乐系统散热问题，成本更低
笔者曾负责过一个车载娱乐系统中控的项目，系统中使用到的处理器是一款高性能多核SoC,在应用中会做2D,3D的图像处理及音频算法处理，因此SoC在高速工作时会产生大量的热，该芯片本身的结温范围是-40~125℃.当结温超过125℃时，芯片本身就会reset。为保证系统的稳健工作，必须对SoC做特别的散热处理。
本设计采用的金属散热器，如下图1为该产品的散热结构图，以集成散热片结构来增加散热面积。散热结构取决于热仿真的结果，在项目定义初期，需要根据需要做热保护芯片的热耗评估，结构工程师将热耗数据导入仿真软件去做针对性的结构设计。理论情况下，散热结构越大，散热效果也就越好，同时也就意味产品的重量会越重，所以需要在保证满足散热足够的情况下，将产品重量将至最低。
图1.汽车娱乐系统散热结构图
为达到更好的散热效果，需要在SoC表面与散热器之间填充散热材料。散热设计的目标是在产品稳定工作状态下，SoC内核温度维持在100℃以下。刚开始的时候采用的是A公司的一种thermal grease，但是实际测下来并不是很理想。如下图2，红色圈出部分是通过软件工具读出来的稳定工作状态下对应的SoC每个核的结温。虽然离125℃的上限还有一定的余量，但是内核1.4.5的温度已经超出了设计目标，考虑到当前的软件功能并未完全成型，将来软件升级之后内核温度可能会更高，在worst case情况下有可能会达到上限，导致产品reset，所以必须找出更合适的散热的材料。
图2.使用A公司thermal grease测试的温度（红色圈出部分为SoC内核结温）
经过一番比较，我们选定了LAIRD的高性能gap filler Tputty™ 607作为实验对象。Tputty™ 607的热导率达到了6.4 W/mK，在市场上同类产品中处于比较高的等级。温度范围在-40 ~150°C，完全可以满足应用环境要求，同时该产品适合于自动化作业，节省产品组装时间。
图3.散热器背面（左）和SoC表面（右），蓝色部分为Tputty™ 607散热材料
图4是在同等测试条件下使用导热间隙填料Tputty™ 607的测试结果，整体上来看，温度会比A公司的thermal grease低5℃，所有内核的温度都在100℃以下。同时在价格方面Tputty™ 607更有优势。综合各方面考量，我们选定了gap filler Tputty™ 607最为最终的散热材料。
图4.使用gap filler Tputty™ 607 测试的数据（红色圈出部分为SoC内核结温）
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