Cambios en las tendencias tecnológicas y el diseño térmico
En los últimos años, la "miniaturización", la "alta funcionalidad" y la "flexibilidad de diseño" se han convertido en la tendencia de desarrollo de la tecnología de componentes semiconductores. Lo que debemos considerar aquí es cómo estas tendencias en los componentes semiconductores afectarán el diseño térmico y térmico.
"miniaturización"
La demanda de miniaturización de productos ha promovido la miniaturización de circuitos integrados, placas de circuitos de montaje y otros condensadores. En el proceso de miniaturización de componentes semiconductores, por ejemplo, los chips IC empaquetados en paquetes de orificio pasante más grandes como TO-220 no están actualmente empaquetados en paquetes de montaje en superficie mucho más pequeños. Raro.
Además, se han adoptado algunos métodos para mejorar la integración. Por ejemplo, los chips IC montados en el mismo paquete se ajustan a dos para duplicarlos, o el nivel de integración se incrementa colocando chips equivalentes a dos chips, aumentando así las funciones por unidad de área (relación de área funcional).
La miniaturización y la alta integración de dichos componentes aumentarán la generación de calor. A continuación se muestran ejemplos. La imagen térmica de la izquierda es un ejemplo de miniaturización de paquetes, que es un ejemplo comparativo de un paquete de 20×20×20 mm y un paquete de 10×10×10 mm con el mismo consumo de energía. Obviamente, el color rojo que indica alta temperatura está más concentrado en el paquete más pequeño, es decir, el calor es mayor. A la derecha hay un ejemplo de alta integración. Al comparar productos con un chip y dos chips en el mismo paquete de tamaño, puede ver claramente que la diferencia de temperatura también es muy obvia.
El montaje de alta densidad reduce el rango efectivo de disipación de calor de los dispositivos de montaje en superficie que disipan el calor a la placa de circuito, y la generación de calor aumenta. Si la temperatura ambiente en la carcasa es más alta, se reducirá la cantidad de calor que se puede disipar. A partir de los resultados, aunque la alta temperatura original era solo alrededor de los componentes de calefacción, toda la placa de circuito ahora está en un estado de alta temperatura. Esto incluso conduce a un aumento en la temperatura de los componentes que generan menos calor.
Para mejorar la función del equipo, es necesario aumentar los componentes, o utilizar un CI integrado más grande con mayor capacidad, y también es necesario aumentar la velocidad de procesamiento de datos, aumentar la frecuencia de la señal, etc. Estos métodos han llevado a una tendencia creciente del consumo de energía, lo que en última instancia conduce a un aumento en la generación de calor. Además, para suprimir la radiación de ruido cuando se trata de altas frecuencias, se requiere blindaje en muchos casos. Dado que el calor se acumula en la capa de blindaje, las condiciones de temperatura de los componentes en la capa de blindaje empeoran. Además, es difícil aumentar el tamaño del dispositivo con el fin de mejorar la función, por lo que se convierte en el estado de alta densidad mencionado anteriormente, lo que hace que la temperatura en la carcasa aumente.
"Flexibilidad de diseño"
Para hacer que los productos sean únicos o para reflejar la estética, cada vez más productos comienzan a dar importancia al diseño, e incluso dan prioridad a la flexibilidad del diseño. La desventaja es que la carcasa tiene una temperatura alta debido a la instalación excesiva de alta densidad y la incapacidad de disipar el calor de manera razonable. En resumen, sostener un dispositivo portátil en la mano se sentirá muy caliente. Para mejorar la flexibilidad de diseño de los componentes, es decir, el grado de libertad de apariencia, como se describió anteriormente, se pueden usar productos pequeños o planos, pero no son pocos los productos que dan más prioridad a la flexibilidad de diseño.
El problema no es solo el aumento en la generación de calor y la dificultad en la disipación de calor.
Como se mencionó anteriormente, debido a los cambios en las tres tendencias de desarrollo tecnológico de "miniaturización", "alta funcionalidad" y "flexibilidad de diseño", la generación de calor ha aumentado y, en consecuencia, la disipación de calor se ha vuelto más difícil. Por lo tanto, el diseño térmico se enfrenta a condiciones y requisitos más estrictos. Es cierto que este es un problema muy grande, pero al mismo tiempo hay otro problema que debemos considerar.
En la mayoría de los casos, el diseño de equipos de la compañía ha establecido estándares de evaluación para el diseño térmico. Si el estándar de evaluación es relativamente antiguo, y la tendencia de desarrollo tecnológico reciente no se tiene en cuenta y se revisa nuevamente, entonces el estándar de evaluación en sí mismo tiene problemas. Si no se hacen tales consideraciones, y el diseño se basa en criterios de evaluación que no tienen en cuenta el status quo, pueden ocurrir problemas muy graves.
A fin de responder a los cambios en las tendencias de desarrollo tecnológico, es necesario revisar los criterios de evaluación para el diseño térmico.
