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        集成电路的散热

        来源:  发布时间:2021-04-09   点击量:475


        电子设备只要有电流流过,能量损耗都会表现为热量损耗越大,产生的热量就越如今电子设备设计的越来越微小紧凑,在半导体器件中,栅极已缩小至纳米尺寸,单个裸片现在可以包含由数十亿个晶体管形成的数百万个栅极对散热更是一个考验。

        过热对半导体的影响

        半导体材料由于电迁移效应而随温度变化超出设备的温度限制,设备的性能会降低另外,半导体依靠键合连接,如果暴露在高温下,键合的完整性会受到损害。 半导体器件通常由绝缘基板上的芯片组成过热会使半导体器件内不同层次的变形,减短使用寿命封装材料的膨胀而在芯片上施加应力导致设备过早失效,从而对可靠性产生不利影响所以工作温度越高,可靠性越低。

        散热解决方案

        典型的PCB散热方法是被动冷却,在空间和组件允许的情况下,在半导体下方和周围放置低热阻的铜带走器件的热量并将其散布到PCB板其他

        半导体散热的另一种方式是安装散热器,散热器一般是铝制结构,基板上覆盖有鳍片,以最大程度地增加表面积,然后依靠空气对流运动将热量散发出去。第一种方式相比,热量可以更有效地从设备散发出去。

        如果散热器无法散发多余的热量加装风扇强制气流散热。优点是增加空气对流加快热传播速度,缺点是这种布置将灰尘和污染物吸入设备中,可能会影响整体可靠性或潜在地降低散热器的热效率。 

        如果空间有限,另一种解决方案是热管散热。作为现成的材料,热管提供了一种可靠且经济高效的方法,可将热量从板上的热点被动转移到较冷的位置。通常,热管包含少量的吸热液体,例如加压的氮气,氨水或丙酮。流体吸收热量并变成蒸气,蒸气沿着管道流向冷凝器在这里,它凝结回液态,然后回热源重新循环热管的优点是无源结构,没有活动部件,也没有维护要求

        其他解决方案包括使用液冷冷却板或珀尔帖效应冷却板冷却,但会增加成本和设计复杂性

        PCB散热建议

        1.为电路板提供自然通风,使空气自由地流过电路板的表面,可以最大程度地减少冷却不均。

        2.如果PCB安装在外壳中,尽量选择低热阻材料制成的外壳可以使用鳍,脊或简单凸起的设计最大程度地增加外壳的表面积。如果设备的外壳允许,垂直调整PCB的方向,利用热空气上升和冷空气下沉的原理,增加自然对流的气流速率。

        3.如果加装风扇,需将风扇放置在任何自然对流通道的一端,确保空气自由流动;另外,如果设备在有灰尘或污染物的地方运行,需安装过滤器

        热门标签:集成电路散热、PCB散热、散热器、水冷板、液冷散热、水冷散热

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