Ændringer i teknologitrends og termisk design

I de senere år er "miniaturisering", "høj funktionalitet" og "designfleksibilitet" blevet udviklingen af halvlederkomponentteknologi. Hvad vi skal overveje her er, hvordan disse tendenser i halvlederkomponenter vil påvirke termisk og termisk design.

"Miniaturisering"

Efterspørgslen efter miniaturisering af produkter har fremmet miniaturisering af ICs, montering kredsløb, og andre kondensatorer. I processen med miniaturisering af halvlederkomponenter er IC-chips pakket i større gennemhulspakker som TO-220 ikke i øjeblikket pakket i meget mindre overflademonteringspakker. Sjælden.

Desuden er der vedtaget nogle metoder til forbedring af integrationen. For eksempel justeres IC-chips monteret i samme pakke til to til det dobbelte af dem, eller integrationsniveauet øges ved at sætte chips svarende til to chips og derved øge funktionerne pr. enhedsområde (funktionelt områdeforhold).

Miniaturiseringen og den høje integration af sådanne komponenter vil øge varmeproduktionen. Eksempler er vist nedenfor. Det termiske billede til venstre er et eksempel på pakkeminiaturisering, som er et sammenlignende eksempel på en 20×20×20mm pakke og en 10×10×10mm pakke med samme strømforbrug. Det er klart, at den røde farve, der indikerer høj temperatur, er mere koncentreret i den mindre pakke, det vil sige varmen er større. Til højre er et eksempel på høj integration. Når du sammenligner produkter med en chip og to chips i samme størrelse pakke, kan du tydeligt se, at temperaturforskellen er også meget indlysende.

Høj densitet montering reducerer den effektive varmeafledning vifte af overflademontering enheder, der spreder varme til printkortet, og varme generation stiger. Hvis omgivelsestemperaturen i skallen er højere, vil mængden af varme, der kan spredes, blive reduceret. Fra resultaterne, selv om den oprindelige høje temperatur kun var omkring varmekomponenterne, er hele printkortet nu i en høj temperaturtilstand. Dette fører endda til en stigning i temperaturen på komponenter, der genererer mindre varme.

For at forbedre udstyrets funktion er det nødvendigt at øge komponenterne eller bruge en større integreret IC med højere kapacitet og også nødt til at øge databehandlingshastigheden, øge signalets frekvens osv. Disse metoder har ført til en stigende tendens i strømforbruget, hvilket i sidste ende fører til en stigning i varmeproduktionen. For at undertrykke støjstråling, når der beskæftiger sig med høje frekvenser, er afskærmning desuden påkrævet i mange tilfælde. Da varme akkumuleres i afskærmningslaget, bliver temperaturforholdene for komponenterne i afskærmningslaget værre. Desuden er det svært at øge enhedens størrelse på grund af forbedring af funktionen, så det bliver den ovennævnte højtæthedstilstand, hvilket får temperaturen i huset til at stige.

"Designfleksibilitet"

For at gøre produkter unikke eller afspejle æstetik begynder flere og flere produkter at lægge vægt på design og endda prioritere designfleksibilitet. Ulempen er, at huset har en høj temperatur på grund af overdreven installation med høj densitet og manglende evne til at sprede varmen rimeligt. Kort sagt, holde en bærbar enhed i hånden vil føle sig meget varmt. For at forbedre komponenternes designfleksibilitet, det vil sige graden af valgfrihed, som beskrevet ovenfor, kan små eller flade produkter anvendes, men der er ikke nogle få produkter, der prioriterer designfleksibilitet mere.

Problemet er ikke kun stigningen i varmeproduktion og vanskeligheder med varmeafledning

Som nævnt ovenfor er varmeproduktionen på grund af ændringerne i de tre teknologiske udviklingstendenser "miniaturisering", "høj funktionalitet" og "designfleksibilitet" steget, og derfor er varmeafledning blevet vanskeligere. Derfor står termisk design over for strengere forhold og krav. Det er rigtigt, at dette er et meget stort problem, men samtidig er der et andet problem, som vi skal overveje.

I de fleste tilfælde har virksomhedens udstyrsdesign sat evalueringsstandarder for termisk design. Hvis evalueringsstandarden er forholdsvis gammel, og den seneste teknologiske udvikling ikke tages i betragtning og revideres igen, har evalueringsstandarden i sig selv problemer. Hvis sådanne overvejelser ikke tages, og designet er baseret på evalueringskriterier, der ikke tager hensyn til status quo, kan der opstå meget alvorlige problemer.

For at kunne reagere på udviklingen i den teknologiske udvikling er det nødvendigt at revidere evalueringskriterierne for termisk design.