Promjene u tehnološkim trendovima i toplinskom dizajnu
Posljednjih godina "minijaturizacija", "visoka funkcionalnost" i "fleksibilnost dizajna" postali su razvojni trend tehnologije poluvodičkih komponenti. Ono što ovdje trebamo uzeti u obzir je kako će ti trendovi u poluvodičkim komponentama utjecati na toplinski i toplinski dizajn.
"minijaturizacija"
Potražnja za minijaturizacijom proizvoda potaknula je minijaturizaciju IC-ova, montažnih pločica i drugih kondenzatora. U procesu minijaturizacije poluvodičkih komponenti, na primjer, IC čipovi pakirani u veće pakete kroz rupe kao što je TO-220 trenutno nisu pakirani u mnogo manje površinske montažne pakete. Rijedak.
Osim toga, usvojene su neke metode za poboljšanje integracije. Na primjer, IC čipovi montirani u istom pakiranju prilagođeni su na dva kako bi ih udvostručili, ili se razina integracije povećava stavljanjem čipova ekvivalentnih dvama čipovima, čime se povećavaju funkcije po jedinici (omjer funkcionalnog područja).
Minijaturizacija i visoka integracija takvih komponenti povećat će proizvodnju topline. Primjeri su prikazani u nastavku. Toplinska slika s lijeve strane primjer je minijaturizacije paketa, što je komparativni primjer paketa od 20×20×20 mm i paketa od 10×10×10 mm s istom potrošnjom energije. Očito, crvena boja koja ukazuje na visoku temperaturu koncentriranija je u manjem pakiranju, odnosno toplina je veća. Na desnoj strani je primjer visoke integracije. Kada uspoređujete proizvode s jednim čipom i dva čipa u paketu iste veličine, jasno se vidi da je temperaturna razlika također vrlo očita.
Montaža visoke gustoće smanjuje učinkovit raspon rasipanja topline uređaja za površinske nosače koji raspršuju toplinu na pločicu, a stvaranje topline se povećava. Ako je temperatura okoline u ljusci viša, smanjit će se količina topline koja se može raspršiti. Iz rezultata, iako je izvorna visoka temperatura bila samo oko komponenti grijanja, cijela pločica je sada u stanju visoke temperature. To čak dovodi do povećanja temperature komponenti koje stvaraju manje topline.
Da bi se poboljšala funkcija opreme, potrebno je povećati komponente ili koristiti veći integrirani IC s većom sposobnošću, a također je potrebno povećati brzinu obrade podataka, povećati frekvenciju signala i tako dalje. Ove metode dovele su do sve većeg trenda potrošnje energije, što u konačnici dovodi do povećanja proizvodnje topline. Osim toga, kako bi se suzbilo zvučno zračenje kada se radi o visokim frekvencijama, u mnogim slučajevima potrebna je zaštita. Budući da se toplina nakuplja u zaštitnom sloju, temperaturni uvjeti komponenti u zaštitnom sloju postaju lošiji. Štoviše, teško je povećati veličinu uređaja zbog poboljšanja funkcije, tako da postaje gore spomenuto stanje visoke gustoće, što uzrokuje porast temperature u kućištu.
"Fleksibilnost dizajna"
Kako bi proizvodi bili jedinstveni ili odražavali estetiku, sve više proizvoda počinje pridavati važnost dizajnu, pa čak i dati prednost fleksibilnosti dizajna. Nedostatak je u tome što kućište ima visoku temperaturu zbog prekomjerne instalacije visoke gustoće i nemogućnosti razumnog rasipanja topline. Ukratko, držanje prijenosnog uređaja u ruci osjećat će se vrlo vruće. Kako bi se poboljšala fleksibilnost dizajna komponenti, odnosno stupanj slobode izgleda, kao što je gore opisano, mogu se koristiti mali ili ravni proizvodi, ali nema nekoliko proizvoda koji daju veći prioritet fleksibilnosti dizajna.
Problem nije samo povećanje proizvodnje topline i poteškoće u rasipanju topline
Kao što je već spomenuto, zbog promjena u tri tehnološka razvojna trenda "minijaturizacije", "visoke funkcionalnosti" i "fleksibilnosti dizajna", proizvodnja topline se povećala i sukladno tome, rasipanje topline postalo je teže. Stoga se toplinski dizajn suočava sa strožim uvjetima i zahtjevima. Istina je da je to vrlo veliki problem, ali u isto vrijeme postoji još jedan problem koji moramo uzeti u obzir.
U većini slučajeva, dizajn opreme tvrtke postavio je standarde procjene za toplinski dizajn. Ako je standard ocjenjivanja relativno star, a nedavni trend tehnološkog razvoja nije uzet u obzir i ponovno revidiran, onda sam standard evaluacije ima problema. Ako se takva razmatranja ne poduzmu, a dizajn se temelji na kriterijima evaluacije koji ne uzimaju u obzir status quo, mogu se pojaviti vrlo ozbiljni problemi.
Kako bi se odgovorilo na promjene u trendovima tehnološkog razvoja, potrebno je revidirati kriterije evaluacije toplinskog dizajna.
