針對小型化、高性能以及設計靈活性的熱設計
2021-02-26 17:34:35
除了“小型化”、“高性能”、“設計靈活性”等技術發展趨勢的變化,是否還有其他因素?
雖然技術發展趨勢的變化增加了加熱密度,但延長使用壽命的要求越來越高,尤其是在車載設備和工業設備領域。不僅是半導體產品,還有其他元器件。工作壽命與溫度密切相關。簡單來說,工作溫度越高,使用壽命越短。雖然業界正在努力提高半導體產品的效率,降低功耗和發熱,但實際上,目前的情況要求我們采取比以前更多的散熱措施。
所以降低成本是非常困難的。為了降低組件和材料的成本,最大限度地減少大規模生產前的返工,在設計的初始階段需要高精度的熱設計。要做到這一點,我們需要相應的信息、技術、知識和工具,我們也需要掌握和熟練運用它們。毫無疑問,量產前的試產評估在資金、時間、人力上存在巨大的缺口。試生產重復兩到三次,與最初的固體熱設計和一次性試生產評價相比。
除了這種設計成本之外,往往還會導致市場索賠、召回等嚴重的社會問題,最終不僅會給公司造成巨大損失,甚至可能導致公司破產。事實上,在與熱密切相關的市場上,如電氣產品和汽車,有許多事故和召回。因此,盡管熱值增加,條件變得越來越苛刻,但仍然需要比以前更安全、更可靠的熱設計。
-我明白了。總結一下你說的,就是熱設計是必須的。然而,隨著近年來對小型化、高性能和設計靈活性的需求日益增加,以往的熱設計方法在許多情況下凸顯了其缺點,因此需要更先進的技術、知識、信息和工具。掌握并熟練運用它們,熱設計就變得越來越復雜,這就成了一個大問題了吧?
是的,此外,與過去相比,需要更高精度的熱設計,以滿足降低成本和避免市場索賠的要求。
-有什么解決這些問題的建議嗎?
我經常拜訪客戶,舉辦現場熱設計研討會,或者為一個項目提供熱設計支持。當我聽到設計師實際遇到的問題時,我想除了技術問題,還有其他需要考慮的事情。
一般來說,設計一個產品需要電子電路設計、與外殼和結構相關的機械設計、印刷電路板設計和軟件設計。不同的公司有不同的具體情況。比如每個設計階段都分配一些工程師,有的由單個部門完成,有的由一個工程師同時設計,因公司而異。但是,在近幾年的熱設計中,我覺得很重要的一點是,這些設計師應該有一個共識:與過去相比,熱設計的實際情況已經有了很大的不同,熱設計的方法也在發生變化。我認為通過基于技術相互理解的整體熱設計,可以克服上述問題,實現符合要求的設計。
-你前面提到需要高精度的熱設計,需要相應的技術、知識、信息和工具,那么實際需要什么呢?
就知識而言,有助于掌握傳熱學和流體力學。至少有一些傳熱方面的知識,讓你掌握多種技術。你還需要了解熱阻的網絡規律
此外,使用熱傳導模擬器或熱流體模擬器也是一種非常有效的方法。如今,模擬器基本是熱設計的必要工具。最近出現了一些優秀的易用工具。模擬所需的熱模擬模型可以使用組件制造商提供的模型。
作為信息來源,可以參考JEITA半導體封裝技術委員會(電子信息技術行業協會)的網站。如果制造商沒有提供熱模擬所需的模型,可以使用這里的“半導體封裝熱參數預測工具”進行處理。
-ROHM可以提供哪些行動和支持?
ROHM加入了我之前介紹的JEITA半導體封裝技術委員會,正在通過該委員會研究熱阻相關標準的修訂和補充。制定了定義各種熱阻和由各種參數、應用方法和主題引起的特性波動的準則,并在實踐中得到應用。
此外,還可以提供用于熱模擬的模型。熱阻JA和JC之前已經提供,也可以提供符合JEDEC標準和JESD51標準的JA、JT、JCtop和JCToT。此外,還可以提供熱模擬支持和熱阻測量支持(相互對應)。如果您需要此類支持,請單獨聯系我們。
-最后請總結。
近年來,由于技術發展趨勢的變化,熱設計變得更加復雜。了解這種情況,加深設計師和部門之間的相互理解和合作,可以降低成本,提高產品的可靠性和安全性。