소개

웨어러블 기술은 국방에서 상업 및 산업 응용 분야에 이르기까지 구현이 확대되는 분야입니다. 증강 현실 장치의 컴팩트하고 가벼운 측면은 열, 밀봉 및 보호에 대한 도전과 설계 요구를 만들 수 있습니다. 다음은 웨어러블 전자 기기에서 열 변위 설계가 필요한 고객을 기반으로 합니다.

증강 현실 안경

도전

웨어러블 장치에는 여러 안테나가 있는 다양한 PCB 및 전자 장치가 포함되었으며, 처음에는 플라스틱 하우징으로 밀봉되었습니다. 열 테스트는 내부 구성 요소와 신체에 닿는 외부 표면에 고온 문제를 밝혀냈습니다. 원래 디자인은 CPU에 대한 작은 방열판을 가지고 있지만 열 문제를 해결하는 효과는 불분명했다.

외부 온도를 안전하고 편안하게 만들고 안테나에 보내는 신호를 원활히 하며 내부 장치 냉각을 유지하라는 과제가 Boyd Corporation의 열 부문 사업부인 Aavid에 제시되었습니다. 당사는 정해진 시간 내에 자연 대류 환경에서, 플라스틱 케이싱 안에 안테나가 들어있는 안경의 열 성능을 예측하고 개선해야 했습니다.

솔루션

Boyd는 기존 장치의 CFD 모델을 만들고 제공된 열 테스트 데이터와 일치하도록 모델 매개 변수를 미세 조정했습니다. 상단 알루미늄 스프레더는 효과적인 표면적을 증가시켜 복사 및 대류 열 전달을 향상시키기 위해 수정되었습니다. 다음으로 장치 전체의 전도성 열 전달은 핫 스폿과 외부 표면 사이의 온도 구배를 줄이기 위해 최적화되었습니다. 전략적으로 배치 된 흑연 시트는 열을 확산시키기 위해 첨가되었으며 단열재는 사용자의 피부와 접촉 할 표면으로부터 열을 분리하는 데 사용되었습니다.

기기의 미적 완성도 향상을 위해 알루미늄 스프레더를 PCB 보스와 여러 위치에 장착했습니다. PCB 자체는 열 시스템의 일부로 사용되어 성능을 향상시킵니다. 또한 알루미늄 스프레더와 PCB위의 중요 기기 사이의 틈은 방열 계면 물질로 채웠습니다.

베이스라인 시뮬레이션 결과는 프로토타입 열 테스트 데이터와 근접했습니다. 상단 알루미늄 스프레더는 시스템에서 열을 제거하는 데 효과적이었습니다. 그리고 주입식 방열 계면 물질, 흑연, 폼, PCB 등의 전도성 재료 및 절연 재료를 도입함으로써 미적인 면과 유용성이 크게 향상되었습니다.

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