電子元件的設(shè)計(jì)和包裝首要考慮溫度因素
需要更高可靠性的產(chǎn)品，帶動(dòng)散熱設(shè)計(jì)，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(yùn)行在很大程度上取決于其工作溫度 - 下操作的溫度，長(zhǎng)期的時(shí)間越長(zhǎng)組件的可靠性。無數(shù)次的試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量已經(jīng)證實(shí)，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(jī)理。不僅如此，任何多余的溫度超出設(shè)計(jì)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(jì)一直穩(wěn)步上漲作為重要的電子元件的設(shè)計(jì)和包裝的兩個(gè)主要的考慮因素之一和系統(tǒng) - 另一個(gè)是實(shí)際的產(chǎn)品功能。
散熱設(shè)計(jì)有針對(duì)性的熱量所產(chǎn)生的管理一個(gè)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(jī)箱或外殼的水平，并在室溫水平。一級(jí)抓一級(jí)，快速及持續(xù)
生長(zhǎng)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(gè)需要散熱設(shè)計(jì)，采取協(xié)同或全面的方法，試圖擠進(jìn)增加效率在所有包裝層次共同及個(gè)別地在每一個(gè)級(jí)別。
在工作中有三種模式
1 。提高時(shí)鐘速率和芯片級(jí)以下摩爾定律的功能整合，導(dǎo)致每個(gè)組件更高的功耗。圖1示出高性能的最近趨勢(shì)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(jí)，由需求更高的性能驅(qū)動(dòng)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(tái)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(shì)。
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(zhǎng)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(gè)
很多對(duì)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。