Förändringar i tekniktrender och termisk design
Under de senaste åren har "miniatyrisering", "hög funktionalitet" och "designflexibilitet" blivit utvecklingstrenden för halvledarkomponentteknik. Vad vi måste tänka på här är hur dessa trender inom halvledarkomponenter kommer att påverka termisk och termisk design.
"miniatyrisering"
Efterfrågan på miniatyrisering av produkter har främjat miniatyrisering av ICs, montering kretskort och andra kondensatorer. I processen med miniatyrisering av halvledarkomponenter, till exempel, är IC-chips förpackade i större genomhålspaket som TO-220 för närvarande inte förpackade i mycket mindre ytmonteringspaket. Sällsynt.
Dessutom har vissa metoder för att förbättra integrationen antagits. Till exempel justeras DE IC-chips som är monterade i samma paket till två för att fördubbla dem, eller integrationsnivån ökas genom att sätta in chips som motsvarar två chips, vilket ökar funktionerna per enhetsområde (funktionellt områdesförhållande).
Miniatyriseringen och den höga integrationen av sådana komponenter kommer att öka värmegenereringen. Exempel visas nedan. Den termiska bilden till vänster är ett exempel på paketminiaturisering, som är ett jämförande exempel på ett 20×20×20mm paket och ett 10×10×10mm paket med samma strömförbrukning. Uppenbarligen är den röda färgen som indikerar hög temperatur mer koncentrerad i det mindre paketet, det vill säga värmen är större. Till höger finns ett exempel på hög integration. När du jämför produkter med ett chip och två chips i samma storleksförpackning kan du tydligt se att temperaturskillnaden också är mycket uppenbar.
Högdensitetsmontering minskar det effektiva värmeavledningsområdet för ytmonteringsanordningar som avleder värme till kretskortet och värmegenereringen ökar. Om omgivningstemperaturen i skalet är högre kommer mängden värme som kan avledas att minskas. Från resultaten, även om den ursprungliga höga temperaturen bara var runt värmekomponenterna, är hela kretskortet nu i ett högt temperaturtillstånd. Detta leder till och med till en ökning av temperaturen hos komponenter som genererar mindre värme.
För att förbättra utrustningens funktion är det nödvändigt att öka komponenterna, eller använda en större integrerad IC med högre kapacitet, och måste också öka databehandlingshastigheten, öka signalens frekvens och så vidare. Dessa metoder har lett till en ökande trend av energiförbrukning, vilket i slutändan leder till en ökning av värmeproduktionen. För att undertrycka bullerstrålning vid hantering av höga frekvenser krävs dessutom avskärmning i många fall. Eftersom värme ackumuleras i avskärmningsskiktet blir temperaturförhållandena för komponenterna i avskärmningsskiktet sämre. Dessutom är det svårt att öka enhetens storlek på grund av att förbättra funktionen, så det blir det ovan nämnda högdensitetstillståndet, vilket gör att temperaturen i huset stiger.
"Designflexibilitet"
För att göra produkter unika eller spegla estetik börjar fler och fler produkter fästa vikt vid design och till och med prioritera designflexibilitet. Nackdelen är att höljet har en hög temperatur på grund av överdriven installation med hög densitet och oförmåga att avleda värme rimligt. Kort sagt, att hålla en bärbar enhet i handen kommer att kännas mycket varmt. För att förbättra komponenternas designflexibilitet, det vill säga graden av utseendefrihet, som beskrivits ovan, kan små eller platta produkter användas, men det finns inte några produkter som ger mer prioritet åt designflexibilitet.
Problemet är inte bara ökningen av värmeproduktionen och svårigheten i värmeavledning
Som nämnts ovan, på grund av förändringarna i de tre tekniska utvecklingstrenderna för "miniatyrisering", "hög funktionalitet" och "designflexibilitet", har värmegenereringen ökat, och följaktligen har värmeavledning blivit svårare. Därför står termisk design inför strängare villkor och krav. Det är sant att detta är ett mycket stort problem, men samtidigt finns det ett annat problem som vi måste ta hänsyn till.
I de flesta fall har företagets utrustningsdesign satt utvärderingsstandarder för termisk design. Om utvärderingsstandarden är relativt gammal och den senaste tekniska utvecklingen inte beaktas och revideras igen, har själva utvärderingsstandarden problem. Om sådana överväganden inte görs, och utformningen bygger på utvärderingskriterier som inte tar hänsyn till status quo, kan mycket allvarliga problem uppstå.
För att svara på förändringar i den tekniska utvecklingen måste utvärderingskriterierna för termisk design ses över.
