迈入 3G 时代，高功率电子组件的发展与半导体制程技术的进步，促使消费性电子产品的使用，也能够与时尚的生活型态做结合，因而目前许多电子产品皆走向高性能、微小化的趋势。早在 1965 年，英特尔 (Intel) 公司的创始人之一摩尔先生 (Gordon E. Moore) 即预测芯片中指令数 (晶体管个数) 将呈现每隔 18 个月以两倍数成长的走势。事实上，半导体制程技术已由 1970 年约 1,000 个指令数 (4004 Processor)，进步至现今约十亿个指令数 (Pentium?4 Processor)；线宽方面，则于二十一世纪初可望进入奈米纪元。BGL安规与电磁兼容网
然而，随着芯片性能的大幅提升与电子产品的不断微小化，其单位热通量亦相对地不断增加。BGL安规与电磁兼容网
笔记型电脑的散热趋势与需求BGL安规与电磁兼容网
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「散热问题」，一直是笔记型计算机的技术瓶颈与挑战，其关系到笔记型电脑的整体稳定度与效能评比。目前，笔记型电脑里，最常运用于处理器的冷却方法为被动散热 (Passive Cooling Method) 和主动散热 (Active Cooling Method) 两种。早期，在 Pentium 时代，CPU 热耗较低，只要采用散热片和热管 (Heat Pipe) 的被动散热设计即可满足约略 8W 热量的散热需求。然而，在进入 Pentium II，随着热耗持续的升高，Intel 在 1999 年指出较新的散热设计为采用热管 (Heat Pipe) 、鳍片 (Fin) 及风扇 (Fan) 的组合，进行冷却运动。如 <图 1> 所示，当 CPU 的热耗较低时，只需被动散热，而 CPU 发热量逐渐增加时，风扇则将开启运转，进行主动式散热，此一散热模式，可处理约莫 12W 以上的热量。BGL安规与电磁兼容网
热传递原理BGL安规与电磁兼容网
谈到笔记型电脑的散热，首先应了解热传递的原理。热的传递方式有「传导」、「对流」及「辐射」，而在不同的环境中，则有不同的传热模式。BGL安规与电磁兼容网
气态中，分子由高温区借着碰撞方式将能量传给低能量分子。固态中，金属类主要是以自由电子为传送媒介，将热能由高温区传至低温区，非金属类则主要是利用晶格振动方式传递能量。而在流态中，则利用粒子的运动，此一传递热量的方式，即为通称的「热对流」。若流体运动是藉由温度差所造成的密度变化，以所产生的浮力来带动，称为自然对流 (Free Convection)，若是藉由外在的动力驱动流体运动 (如添加风扇)，让热度消耗度，则称强制对流 (Forced Convection)。BGL安规与电磁兼容网
牛顿冷却定律 (Newton's Law of Cooling) 之热对流关系式 (参见<图 2>) 即指出要增加热传热传效益，通常可从四个方向着手：(1) 增加对流系数 dQ/dt；(2) 增加其散热表面积 A；(3) 增高散热片温度 Tw (意即提高散热片热传导系数 ，一般媒介为铝、铜，使 CPU 热量快速传至散热片)；(4) 降低环境温度 T。现今市面上所出售的笔记型计算机所能看到的散热技术大多以此出发，而系统大厂现在也积极的改变设计架构以配合现今的电源需求。BGL安规与电磁兼容网
笔记型电脑散热的安全议题BGL安规与电磁兼容网
2004 年 12 月，英国 Human Reproduction 期刊针对笔记型电脑被放置于膝上的使用习惯发行一篇研究报告，以 Yefim Sheynkin 博士为首的研究团队藉由自愿性临床实验，把部分男性不孕症归咎于长期在膝上使用笔记型电脑 (此时称为 Laptops 更为贴切) 的不当习惯。随着笔记型电脑的普及率，该产品势必成为下一代 Corporate PC 的最佳选择，因此笔记型计算机的散热安全亦成为浮上抬面的讨论议题。BGL安规与电磁兼容网
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针对笔记型电脑的过热可能导致的烫伤危险 (Burn Hazard) ，安全规范是如何定义与防治呢？EN 291-1 定义热危险 (Thermal Hazards) 为对于人员造成可见的「生理烫伤 (Burns or Scalds)」、或是不可见的高温环境所导致的健康损害；EN 291-2 则要求在研发人员在设计阶段，必须考虑将危险热源与热喷出物隔离，以禁止人员接触与靠近；而在 EN 563 中，则更明确的提供人体对于表皮烫伤的极限温度 (Superficialpartial Thickness Burn) 或是 ANSI C 1055 所定义的一级烫伤 (First Degree Burn)。BGL安规与电磁兼容网
从 <表一> 中可发现，相较于 EN563，消费性电子产品的安全规范中 (<表一>的 IEC/UL 60950-1 与 IEC/UL 60065) 所使用的限制值较高，这是因为 EN563 所定义的表皮烫伤是属于可恢复性 (Reversible) (意即此种伤害可经由人体自行修复)，且使用者并非被强迫性的长期使用。BGL安规与电磁兼容网
前述的 EN 563 所指出的使用者使用行为及时间长短等类似概念，亦被广泛地应用于「风险评估中 (Risk Assessment)」。由此可知，必须长期曝露 (以每周工时计算) 在危险环境中的劳工由于工作所需，相对于一般使用者将弱势许多；而以消费者而言，可藉由教育或经验 (例如减少或避免在膝上使用笔记型电脑)，主动避免可能产生的伤害。此外，加强产品安全公众意识 (Public Awareness) 的落实倡导，亦可以减少不必要的伤害，更可促使消费者、厂商与认证单位间对笔记型计算机散热议题的警示，而互动更为紧密。BGL安规与电磁兼容网
<表 1> 各安全规范对于「安全的接触温度」的快速对照表BGL安规与电磁兼容网
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<表 1> 有关接触时间之定义:BGL安规与电磁兼容网
• 无意识的接触定义为一秒：大约是一般人无意间经由触觉感受到热或烫的不适而回避的平均接触时间BGL安规与电磁兼容网
• 有意的短期接触定义为四秒：多用于评估设备所提供的硬件操作界面，也是一般人操作按钮或旋钮的平均接触时间BGL安规与电磁兼容网
• 有意的长期接触定义为超过十秒但小于八小时：广泛用于需要长时间握持在手中的消费性电子产品BGL安规与电磁兼容网
附注 1：BGL安规与电磁兼容网
表格字母代号释义：BGL安规与电磁兼容网
G = Glasses (玻璃)，Porcelain (瓷器) 或 Ceramics (陶器)； BGL安规与电磁兼容网
P = Plastics or Rubbers (塑料或橡胶)；BGL安规与电磁兼容网
W = Woods (木材)；BGL安规与电磁兼容网
附注 2： BGL安规与电磁兼容网
本比较表所采用数据为 EN563 的下限 (一级烫伤) 与 IEC 60065 中所定义的温带气候BGL安规与电磁兼容网
