Cambiamenti nelle tendenze tecnologiche e nella progettazione termica
Negli ultimi anni, "miniaturizzazione", "alta funzionalità" e "flessibilità di progettazione" sono diventati la tendenza di sviluppo della tecnologia dei componenti a semiconduttore. Ciò che dobbiamo considerare qui è come queste tendenze nei componenti a semiconduttore influenzeranno la progettazione termica e termica.
"miniaturizzazione"
La domanda di miniaturizzazione dei prodotti ha promosso la miniaturizzazione di circuiti integrati, circuiti stampati di montaggio e altri condensatori. Nel processo di miniaturizzazione dei componenti a semiconduttore, ad esempio, i chip IC confezionati in pacchetti a foro passante più grandi come TO-220 non sono attualmente confezionati in pacchetti a montaggio superficiale molto più piccoli. Raro.
Inoltre, sono stati adottati alcuni metodi per migliorare l'integrazione. Ad esempio, i chip IC montati nello stesso pacchetto sono regolati a due per raddoppiarli, oppure il livello di integrazione viene aumentato inserendo chip equivalenti a due chip, aumentando così le funzioni per unità di area (rapporto area funzionale).
La miniaturizzazione e l'elevata integrazione di tali componenti aumenteranno la generazione di calore. Di seguito sono riportati alcuni esempi. L'immagine termica a sinistra è un esempio di miniaturizzazione del pacchetto, che è un esempio comparativo di un pacchetto da 20×20×20 mm e un pacchetto da 10×10×10 mm con lo stesso consumo energetico. Ovviamente, il colore rosso che indica l'alta temperatura è più concentrato nella confezione più piccola, cioè il calore è maggiore. Sulla destra c'è un esempio di alta integrazione. Quando si confrontano prodotti con un chip e due chip nello stesso pacchetto di dimensioni, è possibile vedere chiaramente che anche la differenza di temperatura è molto evidente.
Il montaggio ad alta densità riduce l'intervallo di dissipazione del calore effettivo dei dispositivi a montaggio superficiale che dissipano il calore nel circuito stampato e la generazione di calore aumenta. Se la temperatura ambiente nel guscio è più alta, la quantità di calore che può essere dissipata sarà ridotta. Dai risultati, sebbene l'alta temperatura originale fosse solo intorno ai componenti di riscaldamento, l'intero circuito stampato è ora in uno stato di alta temperatura. Ciò porta anche ad un aumento della temperatura dei componenti che generano meno calore.
Per migliorare la funzione dell'apparecchiatura, è necessario aumentare i componenti o utilizzare un CIRCUITO integrato più grande con capacità più elevate e anche aumentare la velocità di elaborazione dei dati, aumentare la frequenza del segnale e così via. Questi metodi hanno portato a una tendenza crescente del consumo di energia, che alla fine porta ad un aumento della generazione di calore. Inoltre, al fine di sopprimere le radiazioni di rumore quando si tratta di alte frequenze, in molti casi è necessaria la schermatura. Poiché il calore viene accumulato nello strato di schermatura, le condizioni di temperatura dei componenti nello strato di schermatura peggiorano. Inoltre, è difficile aumentare le dimensioni del dispositivo per il motivo di migliorare la funzione, quindi diventa lo stato ad alta densità sopra menzionato, che fa aumentare la temperatura nell'alloggiamento.
"Flessibilità di progettazione"
Al fine di rendere i prodotti unici o di riflettere l'estetica, sempre più prodotti iniziano ad attribuire importanza al design e persino a dare priorità alla flessibilità del design. Lo svantaggio è che l'alloggiamento ha una temperatura elevata a causa dell'eccessiva installazione ad alta densità e dell'incapacità di dissipare il calore in modo ragionevole. In breve, tenere un dispositivo portatile in mano si sentirà molto caldo. Al fine di migliorare la flessibilità di progettazione dei componenti, cioè il grado di libertà di aspetto, come descritto sopra, è possibile utilizzare prodotti piccoli o piatti, ma non ci sono pochi prodotti che danno più priorità alla flessibilità del design.
Il problema non è solo l'aumento della generazione di calore e la difficoltà nella dissipazione del calore
Come accennato in precedenza, a causa dei cambiamenti nelle tre tendenze di sviluppo tecnologico di "miniaturizzazione", "alta funzionalità" e "flessibilità del design", la generazione di calore è aumentata e, di conseguenza, la dissipazione del calore è diventata più difficile. Pertanto, la progettazione termica deve affrontare condizioni e requisiti più rigorosi. E' vero che si tratta di un problema molto grande, ma allo stesso tempo c'è un altro problema che dobbiamo considerare.
Nella maggior parte dei casi, la progettazione delle apparecchiature dell'azienda ha fissato standard di valutazione per la progettazione termica. Se lo standard di valutazione è relativamente vecchio e la recente tendenza allo sviluppo tecnologico non viene presa in considerazione e rivista di nuovo, allora lo standard di valutazione stesso ha problemi. Se tali considerazioni non vengono fatte e la progettazione si basa su criteri di valutazione che non tengono conto dello status quo, possono verificarsi problemi molto gravi.
Per rispondere ai cambiamenti nelle tendenze dello sviluppo tecnologico, i criteri di valutazione per la progettazione termica devono essere rivisti.
