Analyse thermique des dispositifs optiques 5G

Par rapport à la 4G, la 5G augmente d’au moins 9 ~ 10 fois. À l’ère du réseau 5G, quelle que soit la solution 5G, elle est inséparable des appareils de communication 5G, et la 5G a des exigences de plus en plus élevées pour les appareils optiques, tels que petit volume, intégration élevée, débit élevé et faible consommation d’énergie. Les principaux débits d’appareils couramment utilisés pour la transmission 5G avant, moyenne et arrière sont les appareils optiques 25G, 50G, 100G, 200G et 400G, parmi eux, les appareils optiques 25G et 100G sont les dispositifs de communication 5G les plus utilisés.

 Avec la vitesse plus élevée et le volume plus petit, c’est la tendance inévitable du développement des dispositifs optiques. Dans le même temps, il apporte également des exigences plus élevées pour la gestion thermique interne des dispositifs optiques. Comment dissiper rapidement et efficacement la chaleur est un problème qui doit être pris au sérieux.

Pourquoi la conception thermique est-elle nécessaire:

Comme nous le savons tous, lorsque notre puce photoélectrique fonctionne, elle ne convertira pas 100% du courant injecté en optoélectronique de sortie, et une partie de celui-ci sera utilisée comme perte d’énergie sous forme de chaleur. Si une grande quantité de chaleur continue de s’accumuler et ne peut pas être éliminée à temps, cela aura de nombreux effets néfastes sur les performances des composants. D’une manière générale, avec l’augmentation de la température, la valeur de résistance diminue et la durée de vie des appareils sera réduite, mauvaise performance, matériaux vieillissants et composants endommagés; En outre, une température élevée produira également des contraintes et des déformations sur le matériau, réduisant la fiabilité et le dysfonctionnement de l’appareil.

Il existe trois méthodes de base de transfert de chaleur: la conduction thermique, la convection thermique et le rayonnement thermique.

Conduction thermique :

La puce dissipe la chaleur à travers le dissipateur de chaleur en bas, et le dispositif optique entre en contact avec la coque pour la dissipation de chaleur par dissipation thermique graisse de silicone, qui appartiennent toutes à la conduction thermique.

Convection thermique:

La convection naturelle utilise principalement la force de flottabilité causée par la différence de densité de fluide à haute et basse température pour échanger de la chaleur. Il s’agit d’une méthode de dissipation thermique passive, adaptée à l’environnement à faible pouvoir calorifique. Dans les téléphones mobiles, les modules optiques et autres produits terminaux, le transfert de chaleur par convection naturelle est principalement utilisé.

Le transfert de chaleur par convection forcée est une méthode efficace de dissipation de chaleur causée par l’accélération de l’échange de chaleur de fluide à travers des sources d’énergie externes telles que des pompes et des ventilateurs, ce qui nécessite un investissement économique supplémentaire. Il convient à la situation de grand pouvoir calorifique et de mauvais environnement de dissipation de la chaleur; Le refroidissement par ventilateur est généralement utilisé pour les modules optiques fonctionnant dans des armoires ou des commutateurs, ce qui est un transfert de chaleur à convection forcée typique.

Rayonnement thermique :

Le processus de transmission de l’énergie à travers les ondes électromagnétiques. Le rayonnement thermique est le processus d’émission d’ondes électromagnétiques lorsque la température d’un objet est supérieure au zéro absolu. Le transfert de chaleur entre deux objets par rayonnement thermique est appelé transfert de chaleur par rayonnement. Cette méthode de dissipation thermique est moins utilisée dans la conception thermique en raison de sa faible efficacité.