2023年4月19-21日
上海世博展览馆

电子设备散热技术的发展

今天就由中国电子展小编将为你解读更多行业新趋势。

 

当前,热失效已经成为电子设备的主要失效形式之一。据统计,电子设备的失效有 55%是温度超过允许值而引起的。根据推测,未来芯片的热流密度将与太阳表面的热流密度相当。相关研究表明高温对计算机芯片性能的影响机理主要是“电子迁移”现象。高强度的电流会使得电子具有较大的动量,而金属原子也受到电子流动的影响而产生移动,移动的金属原子就会在原本光滑的金属导线表面到处流窜,从而造成了其表面凹凸不平,对集成电路内部造成永久性的损害。

 

著名的10℃法则指出:电子器件的可靠性与温度是密切相关的,当温度为 70℃~80℃时,每上升 10℃,其可靠性下降50%。因此,如果不能有效地解决电子器件的散热问题,对电子设备的整体性能的影响是非常巨大的。如何通过热设计使电子设备在所处的工作环境条件下以不超过稳定运行要求的高温度运行,保证产品正常运行的安全性、长期运行的可靠性,成为了电子设备的可靠性设计中不可忽略的一个重要环节。

 

当前,电子元件的集成度越来越大,微型化程度越来越高,因此电子设备的散热技术也呈现出多元化的发展。从散热技术上看,电子元件散热技术可分为传统散热技术和新型散热技术两种。传统散热技术的特点是技术成熟,可靠性高,应用的范围广,但是散热效果比较普通。而新型散热技术则在散热效率上有了很大的提高,散热手段先进,散热效果好,但其技术出现时间较短,有些地方不够成熟,可靠性还无法得到完全的保证,使用范围目前还比较小。毫无疑问,后者更有利于提高元件的工作性能,但其可靠性可能低于前者,并且可能需要更多的能耗,经济成本普遍较高。因此在散热技术的选择上,需要综合考虑散热效果和经济成本问题。常见的电子设备散热技术主要包括空冷散热、液冷散热、热管散热,半导体散热等几种比较成熟、传统的散热方法。

 

传统散热方式经济性强,散热技术成熟、可靠、安全,但其散热能力相对较差。比如传统的气体强迫对流冷却,已经走到了它散热能力的高限,特别是在计算机运行大型软件时容易产生热尖峰现象从而导致死机的现象。且随着散热风扇功率的不断加大,噪声问题也愈显突出。当前,新型电子设备集合了高性能,微型化和集成化的三大特点,热流密度越来越大,常见的散热手段已经不能很好地满足电子设备的散热需求。因此,围绕着电子设备的散热问题也产生了许多新的观点和技术。

 

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文章来源:HC轻合金研究中心