針對(duì)小型化、高性能以及設(shè)計(jì)靈活性的熱設(shè)計(jì)

除了“小型化”、“高性能化”和“設(shè)計(jì)靈活性”等技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的變化以外，是否還有其他因素？

盡管技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的變化使發(fā)熱密度呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但對(duì)于延長(zhǎng)使用壽命的要求有增無(wú)減，尤其是在車載設(shè)備和工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域。不僅是半導(dǎo)體產(chǎn)品，其他零部件也是一樣，工作壽命與溫度息息相關(guān)，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是工作溫度越高，壽命越短。雖然業(yè)界正在努力提高半導(dǎo)體產(chǎn)品自身的效率、降低功耗并減少自身發(fā)熱量，但實(shí)際上，目前的狀況需要我們采取更多超越以往的散熱措施。

結(jié)果是導(dǎo)致降低成本的工作變得非常艱難。要想不僅僅降低元器件和材料成本，而且在量產(chǎn)之前盡可能地減少返工，就要求在設(shè)計(jì)的初期階段進(jìn)行高精度的熱設(shè)計(jì)。而要做到這一點(diǎn)，就需要相應(yīng)的信息、技術(shù)、知識(shí)和工具，而且也需要掌握和熟練運(yùn)用它們。毋庸置疑，在量產(chǎn)之前的試制評(píng)估中多次出現(xiàn)問(wèn)題并且重復(fù)進(jìn)行兩三遍試制的情況，與在初期階段進(jìn)行了扎實(shí)的熱設(shè)計(jì)并且試制評(píng)估一次性通過(guò)的情況相比，所花費(fèi)的金錢、時(shí)間和人工是存在巨大差距的。

此外，除了這種設(shè)計(jì)成本外，還經(jīng)常導(dǎo)致市場(chǎng)索賠和召回等嚴(yán)重社會(huì)問(wèn)題，最終不僅會(huì)使公司蒙受巨額損失，甚至還可能會(huì)致使公司倒閉。實(shí)際上，在電氣產(chǎn)品和汽車領(lǐng)域等與熱息息相關(guān)的市場(chǎng)中，事故和召回事件層出不窮。
因此，雖然發(fā)熱量增加并且條件變得越來(lái)越苛刻，但仍需要比以往更安全和更可靠的熱設(shè)計(jì)。

－原來(lái)如此?？偨Y(jié)一下您的話，也就說(shuō)，熱設(shè)計(jì)是必要的，但是隨著近年來(lái)對(duì)小型化、高性能以及設(shè)計(jì)靈活性需求的增長(zhǎng)，在很多情況下以往的熱設(shè)計(jì)手法已經(jīng)凸顯不足，因此需要更先進(jìn)的技術(shù)、知識(shí)、信息和工具，并且要掌握并熟練使用它們，熱設(shè)計(jì)已經(jīng)變得越來(lái)越復(fù)雜，而這已經(jīng)成為一個(gè)很大的課題，是嗎？

是的。另外，相比以往，需要更高精度的熱設(shè)計(jì)來(lái)滿足降低成本和避免市場(chǎng)索賠的要求。

－是否有解決這些問(wèn)題的建議？

我經(jīng)常拜訪客戶并舉辦有關(guān)熱設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)研討會(huì)，或者為某個(gè)項(xiàng)目提供熱設(shè)計(jì)支持。當(dāng)我聽(tīng)到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)師們實(shí)際遇到的問(wèn)題時(shí)，我覺(jué)得除了技術(shù)問(wèn)題外，還有其他一些應(yīng)該考慮的事項(xiàng)。

粗略地說(shuō)，設(shè)計(jì)一種產(chǎn)品需要電子電路設(shè)計(jì)、與外殼和結(jié)構(gòu)有關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)、印刷電路板設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)。不同的公司，具體情況也各不相同。例如有的將工程師分配給每個(gè)設(shè)計(jì)階段，有的由單獨(dú)一個(gè)部門完成，有的由一個(gè)工程師同時(shí)擔(dān)任多個(gè)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)任務(wù)，具體因公司而異。但是在近年來(lái)的熱設(shè)計(jì)中，我認(rèn)為有一點(diǎn)非常重要，那就是所有這些設(shè)計(jì)師要有一個(gè)共識(shí)：相比以往，熱相關(guān)的實(shí)際情況已經(jīng)大有不同，熱設(shè)計(jì)的手法也在發(fā)生變化。我認(rèn)為通過(guò)基于對(duì)技術(shù)的相互了解，從整體上進(jìn)行熱設(shè)計(jì)，是可以克服上述問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)滿足要求的設(shè)計(jì)。

－您前面提到過(guò)，現(xiàn)在需要高精度的熱設(shè)計(jì)，并且需要相應(yīng)的技術(shù)、知識(shí)、信息和工具，那么實(shí)際上具體需要什么？

就知識(shí)方面而言，同時(shí)掌握傳熱學(xué)和流體力學(xué)將非常有幫助。至少要對(duì)傳熱學(xué)有所了解，這樣可以掌握多種手法。還需要了解熱阻網(wǎng)絡(luò)法。

另外，使用熱傳導(dǎo)仿真器或熱流體仿真器也是非常有效的方法。如今，對(duì)于熱設(shè)計(jì)而言，基本上仿真器是必需的工具。最近還出現(xiàn)了一些非常出色的易用工具。仿真所需的熱仿真模型可以使用部件制造商提供的模型。

作為信息源，可以參考JEITA（社團(tuán)法人電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)）的半導(dǎo)體封裝技術(shù)委員會(huì)的網(wǎng)站。如果制造商沒(méi)有提供熱仿真所需的模型，則可以使用這里的“半導(dǎo)體封裝熱參數(shù)預(yù)測(cè)工具”進(jìn)行處理。

－ROHM有哪些行動(dòng)、能提供什么樣的支持呢？

ROHM加入了我前面介紹過(guò)的JEITA半導(dǎo)體封裝技術(shù)委員會(huì)，并通過(guò)該委員會(huì)正在研究對(duì)熱阻相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂與增加。已經(jīng)為各種熱阻的定義、因各種參數(shù)引起的特性波動(dòng)、使用方法和課題等制定了準(zhǔn)則并實(shí)際運(yùn)用。

此外，還可以提供用于熱仿真的模型。早前就已經(jīng)提供了熱阻θJA和θJC，還可以提供符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)和JESD51標(biāo)準(zhǔn)的θJA、ΨJT、θJCtop、θJCbot。還有，可以提供熱仿真支持和熱阻測(cè)量支持（需要單獨(dú)對(duì)應(yīng)）。如果需要這些支持，請(qǐng)單獨(dú)與我們聯(lián)系。

－最后，請(qǐng)總結(jié)歸納一下。

由于技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的變化，近年來(lái)熱設(shè)計(jì)已經(jīng)變得更加復(fù)雜。了解這種現(xiàn)狀并加深設(shè)計(jì)人員之間和部門之間的相互了解與合作，可以降低成本并提高產(chǎn)品的可靠性和安全性。

編輯：hfy