Changements dans les tendances technologiques et la conception thermique
Ces dernières années, la « miniaturisation », la « haute fonctionnalité » et la « flexibilité de conception » sont devenues la tendance de développement de la technologie des composants semi-conducteurs. Ce que nous devons considérer ici, c’est comment ces tendances dans les composants semi-conducteurs affecteront la conception thermique et thermique.
« miniaturisation »
La demande de miniaturisation des produits a favorisé la miniaturisation des circuits intégrés, des cartes de circuits imprimés de montage et d’autres condensateurs. Dans le processus de miniaturisation des composants semi-conducteurs, par exemple, les puces IC emballées dans des boîtiers à trou traversant plus grands tels que TO-220 ne sont actuellement pas emballées dans des boîtiers de montage en surface beaucoup plus petits. Rare.
En outre, certaines méthodes visant à améliorer l’intégration ont été adoptées. Par exemple, les puces IC montées dans le même boîtier sont ajustées à deux pour les doubler, ou le niveau d’intégration est augmenté en mettant des puces équivalentes à deux puces, augmentant ainsi les fonctions par unité de surface (rapport de surface fonctionnelle).
La miniaturisation et l’intégration élevée de ces composants augmenteront la production de chaleur. Des exemples sont présentés ci-dessous. L’image thermique de gauche est un exemple de miniaturisation d’emballage, qui est un exemple comparatif d’un boîtier 20×20×20mm et d’un boîtier 10×10×10mm avec la même consommation d’énergie. Évidemment, la couleur rouge qui indique une température élevée est plus concentrée dans le plus petit emballage, c’est-à-dire que la chaleur est plus grande. À droite se trouve un exemple de haute intégration. Lorsque vous comparez des produits avec une puce et deux puces dans le même emballage de taille, vous pouvez clairement voir que la différence de température est également très évidente.
Le montage haute densité réduit la plage de dissipation thermique effective des dispositifs à montage en surface qui dissipent la chaleur vers la carte de circuit imprimé, et la génération de chaleur augmente. Si la température ambiante dans la coque est plus élevée, la quantité de chaleur qui peut être dissipée sera réduite. D’après les résultats, bien que la température élevée d’origine n’était qu’autour des composants de chauffage, l’ensemble de la carte de circuit imprimé est maintenant dans un état de température élevée. Cela conduit même à une augmentation de la température des composants qui génèrent moins de chaleur.
Pour améliorer la fonction de l’équipement, il est nécessaire d’augmenter les composants ou d’utiliser un circuit intégré plus grand avec une capacité plus élevée, et également d’augmenter la vitesse de traitement des données, d’augmenter la fréquence du signal, etc. Ces méthodes ont conduit à une tendance à la hausse de la consommation d’énergie, ce qui conduit finalement à une augmentation de la production de chaleur. En outre, afin de supprimer le rayonnement sonore lorsqu’il s’agit de hautes fréquences, un blindage est nécessaire dans de nombreux cas. Étant donné que la chaleur est accumulée dans la couche de blindage, les conditions de température des composants de la couche de blindage s’aggravent. De plus, il est difficile d’augmenter la taille de l’appareil pour améliorer la fonction, de sorte qu’il devient l’état de haute densité mentionné ci-dessus, ce qui provoque une augmentation de la température dans le boîtier.
« Flexibilité de conception »
Afin de rendre les produits uniques ou de refléter l’esthétique, de plus en plus de produits commencent à attacher de l’importance au design, et même à donner la priorité à la flexibilité du design. L’inconvénient est que le boîtier a une température élevée en raison d’une installation excessive à haute densité et de l’incapacité de dissiper raisonnablement la chaleur. En bref, tenir un appareil portable dans votre main vous donnera très chaud. Afin d’améliorer la flexibilité de conception des composants, c’est-à-dire le degré de liberté d’apparence, comme décrit ci-dessus, des produits petits ou plats peuvent être utilisés, mais il n’y a pas quelques produits qui donnent plus de priorité à la flexibilité de conception.
Le problème n’est pas seulement l’augmentation de la production de chaleur et la difficulté de dissipation de la chaleur
Comme mentionné ci-dessus, en raison des changements dans les trois tendances de développement technologique de la « miniaturisation », de la « haute fonctionnalité » et de la « flexibilité de conception », la production de chaleur a augmenté et, par conséquent, la dissipation de la chaleur est devenue plus difficile. Par conséquent, la conception thermique est confrontée à des conditions et à des exigences plus strictes. Il est vrai que c’est un très gros problème, mais en même temps, il y a un autre problème que nous devons considérer.
Dans la plupart des cas, la conception de l’équipement de l’entreprise a établi des normes d’évaluation pour la conception thermique. Si la norme d’évaluation est relativement ancienne et que la tendance récente du développement technologique n’est pas prise en compte et révisée à nouveau, la norme d’évaluation elle-même pose des problèmes. Si de telles considérations ne sont pas prises en compte et que la conception est basée sur des critères d’évaluation qui ne tiennent pas compte du statu quo, des problèmes très graves peuvent survenir.
Afin de répondre à l’évolution des tendances du développement technologique, les critères d’évaluation de la conception thermique doivent être révisés.
