電子設備中半導體元器件的熱設計-熱設計的相互了解

上一篇文章中，我們介紹了半導體元器件的熱設計要適應技術(shù)發(fā)展變化趨勢的必要性。本文中將介紹近年來半導體元器件的熱設計工作，如果沒有設備設計相關(guān)的所有技術(shù)部門之間的相互了解，就無法很好地進行半導體元器件熱設計。雖然在對熱設計進行具體說明之前的前言有些冗長，但這是由于近年來半導體元器件的熱設計課題不僅與熱設計的技術(shù)水平有關(guān)，而且還與涉及到熱設計的環(huán)境和體制密切相關(guān)。希望在理解這一點的前提下再繼續(xù)開展工作。

熱設計的相互了解

產(chǎn)品開發(fā)大致會涉及到電子電路設計、安裝電路板（PCB）設計、機械設計及軟件設計。以往這些工作通常由各個專門的設計人員或負責部門分工完成，例如，電子電路設計人員負責選擇符合產(chǎn)品規(guī)格的元器件并設計電路；軟件設計人員負責開發(fā)用于控制硬件的軟件；安裝電路板設計人員負責考慮到適當?shù)牟考渲谩⒉季忠约半娐钒宄叽绲纫蛩貋碓O計電路板；而機械設計人員則負責設計外殼和結(jié)構(gòu)。

要想在這種情況下實現(xiàn)理想的熱設計，如果沒有一種機制能夠使每個設計人員都將熱設計融入到自己的設計中，并與其他設計共享以使熱設計成為一個整體設計，就很難打造出熱設計得到優(yōu)化的產(chǎn)品。

例如，我們將探討設計無風扇規(guī)格，以適應設備小型化、低噪聲和降成本的發(fā)展趨勢。有風扇的規(guī)格通常應該由負責外殼內(nèi)部冷卻的機械設計人員來擔當，但是當沒有風扇時，哪個設計人員可以處理冷卻問題呢？這張圖列出了每個部分的設計人員有可能作為熱設計要進行的事情。

可能您看到內(nèi)容就會馬上注意到，要想完成無風扇設計，就需要每個部分的設計人員都要在各自負責的部分采取相應措施減少發(fā)熱量或提高散熱性，并且每種措施之間都是相互關(guān)聯(lián)的。這些往往是沒有相互交流就無法完成的事情，如果沒有相互了解，心存僥幸，不太可能不發(fā)生由此產(chǎn)生的后果。反之，相互了解、溝通順暢的話，則可能注意到僅在在自己負責的部分中沒有注意到的問題，從而能夠?qū)で蟾行У慕鉀Q方案。

通過相互了解來優(yōu)化熱設計的好處

有一個詞叫做“設計品質(zhì)”。簡而言之，高質(zhì)量的設計是：根據(jù)設計進行試制，沒有問題，能夠在短時間內(nèi)投入量產(chǎn)，并且在市場上也沒有問題。這不僅局限于熱設計，而是每個人都想要的結(jié)果。因此，提高設計品質(zhì)是非常重要的。而要實現(xiàn)高質(zhì)量的設計，除了前面提到的要建立能夠滿足現(xiàn)代要求的熱設計和評估標準、以及相互了解之外，還必須“認真地對待”熱設計。

雖然實際上可能存在人手不足或成本優(yōu)先等問題，但是提高設計品質(zhì)其實是非常有助于解決這些問題的。如下圖所示，如果設計品質(zhì)提高了，就可以減少試制次數(shù)。這本身就可以大大降低成本，并且由于返工減少了，不僅可以節(jié)省成本，還可以節(jié)省人力。

從下一篇文章開始，我們將介紹熱設計和散熱的基礎知識。

審核編輯黃宇