電子元件的設(shè)計和包裝首要考慮溫度因素

電子元件的設(shè)計和包裝首要考慮溫度因素
需要更高可靠性的產(chǎn)品，帶動散熱設(shè)計，最前沿的發(fā)展電子元件和系統(tǒng)。它是眾所周知的一種電子裝置的可靠運行在很大程度上取決于其工作溫度 - 下操作的溫度，長期的時間越長組件的可靠性。無數(shù)次的試驗和經(jīng)驗的測量已經(jīng)證實，元件故障率呈指數(shù)與溫度有關(guān)，由于一些熱依賴性失效機理。不僅如此，任何多余的溫度超出設(shè)計極限將導(dǎo)致該組件的瞬間故障，因此該系統(tǒng)的其余部分。這樣的散熱設(shè)計一直穩(wěn)步上漲作為重要的電子元件的設(shè)計和包裝的兩個主要的考慮因素之一和系統(tǒng) - 另一個是實際的產(chǎn)品功能。
散熱設(shè)計有針對性的熱量所產(chǎn)生的管理一個包羅萬象的學(xué)科電子電路。因此，它是涉及在電子在芯片或器件水平的包裝，在板的水平，在機箱或外殼的水平，并在室溫水平。一級抓一級，快速及持續(xù)
生長在封裝密度都帶來了巨大的挑戰(zhàn)，電子冷卻，并且有越來越多是一個需要散熱設(shè)計，采取協(xié)同或全面的方法，試圖擠進增加效率在所有包裝層次共同及個別地在每一個級別。
在工作中有三種模式
1 。提高時鐘速率和芯片級以下摩爾定律的功能整合，導(dǎo)致每個組件更高的功耗。圖1示出高性能的最近趨勢分別為芯片的功耗和芯片的熱通量。
2 。提高封裝密度在系統(tǒng)級，由需求更高的性能驅(qū)動的，更高的帶寬，更快的通信，以及更廣泛的每盒所提供的服務(wù)。這反過來又導(dǎo)致不斷增加的全線產(chǎn)品平臺的熱量密度。圖2顯示了各類數(shù)據(jù)通信設(shè)備的歷史和預(yù)期的熱密度的趨勢。
3 。最大芯片溫度的要求沒有多大變化，甚至隨著功耗已迅速增加。商用現(xiàn)成的現(xiàn)貨（COTS ）組件絕大多數(shù)仍具有在85-105 ℃范圍內(nèi)長期工作溫度，以及最大工作溫度不超過125 °C。大部分的中央處理單元（ CPU），處理器核心大多數(shù)系統(tǒng)沒有限制不能超過72 °C外殼溫度。一直存在一個
很多對高溫電子器件的研究，適用于惡劣環(huán)境，如在引擎罩汽車應(yīng)用中的環(huán)境溫度可高達(dá)125 ℃，但總的來說，在電子封裝中使用的組件絕大多數(shù)是COTS組件。