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针对小型化、高性能以及设计灵活性的热设计

2021-02-26 17:34:35
除了“小型化”、“高性能”、“设计灵活性”等技术发展趋势的变化,是否还有其他因素?
虽然技术发展趋势的变化增加了加热密度,但延长使用寿命的要求越来越高,尤其是在车载设备和工业设备领域。不仅是半导体产品,还有其他元器件。工作寿命与温度密切相关。简单来说,工作温度越高,使用寿命越短。虽然业界正在努力提高半导体产品的效率,降低功耗和发热,但实际上,目前的情况要求我们采取比以前更多的散热措施。
所以降低成本是非常困难的。为了降低组件和材料的成本,最大限度地减少大规模生产前的返工,在设计的初始阶段需要高精度的热设计。要做到这一点,我们需要相应的信息、技术、知识和工具,我们也需要掌握和熟练运用它们。毫无疑问,量产前的试产评估在资金、时间、人力上存在巨大的缺口。试生产重复两到三次,与最初的固体热设计和一次性试生产评价相比。
除了这种设计成本之外,往往还会导致市场索赔、召回等严重的社会问题,最终不仅会给公司造成巨大损失,甚至可能导致公司破产。事实上,在与热密切相关的市场上,如电气产品和汽车,有许多事故和召回。因此,尽管热值增加,条件变得越来越苛刻,但仍然需要比以前更安全、更可靠的热设计。
-我明白了。总结一下你说的,就是热设计是必须的。然而,随着近年来对小型化、高性能和设计灵活性的需求日益增加,以往的热设计方法在许多情况下凸显了其缺点,因此需要更先进的技术、知识、信息和工具。掌握并熟练运用它们,热设计就变得越来越复杂,这就成了一个大问题了吧?
是的,此外,与过去相比,需要更高精度的热设计,以满足降低成本和避免市场索赔的要求。
-有什么解决这些问题的建议吗?
我经常拜访客户,举办现场热设计研讨会,或者为一个项目提供热设计支持。当我听到设计师实际遇到的问题时,我想除了技术问题,还有其他需要考虑的事情。
一般来说,设计一个产品需要电子电路设计、与外壳和结构相关的机械设计、印刷电路板设计和软件设计。不同的公司有不同的具体情况。比如每个设计阶段都分配一些工程师,有的由单个部门完成,有的由一个工程师同时设计,因公司而异。但是,在近几年的热设计中,我觉得很重要的一点是,这些设计师应该有一个共识:与过去相比,热设计的实际情况已经有了很大的不同,热设计的方法也在发生变化。我认为通过基于技术相互理解的整体热设计,可以克服上述问题,实现符合要求的设计。
-你前面提到需要高精度的热设计,需要相应的技术、知识、信息和工具,那么实际需要什么呢?
就知识而言,有助于掌握传热学和流体力学。至少有一些传热方面的知识,让你掌握多种技术。你还需要了解热阻的网络规律
此外,使用热传导模拟器或热流体模拟器也是一种非常有效的方法。如今,模拟器基本是热设计的必要工具。最近出现了一些优秀的易用工具。模拟所需的热模拟模型可以使用组件制造商提供的模型。
作为信息来源,可以参考JEITA半导体封装技术委员会(电子信息技术行业协会)的网站。如果制造商没有提供热模拟所需的模型,可以使用这里的“半导体封装热参数预测工具”进行处理。
-ROHM可以提供哪些行动和支持?
ROHM加入了我之前介绍的JEITA半导体封装技术委员会,正在通过该委员会研究热阻相关标准的修订和补充。制定了定义各种热阻和由各种参数、应用方法和主题引起的特性波动的准则,并在实践中得到应用。
此外,还可以提供用于热模拟的模型。热阻JA和JC之前已经提供,也可以提供符合JEDEC标准和JESD51标准的JA、JT、JCtop和JCToT。此外,还可以提供热模拟支持和热阻测量支持(相互对应)。如果您需要此类支持,请单独联系我们。
-最后请总结。
近年来,由于技术发展趋势的变化,热设计变得更加复杂。了解这种情况,加深设计师和部门之间的相互理解和合作,可以降低成本,提高产品的可靠性和安全性。

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