文献综述
文 献 综 述1.研究背景随着社会的进步和人们生活水平的不断提高,有各式各样的集成了多个电子元器件的新型电子设备出现在我们生活中,并且在最近互联网时代的高速发展,这些设备变得越来越小,呈现出高密度的集成化、高度封装化的特点。
英特尔的创始人之一戈登摩尔提出了摩尔定律:当价格不变时,集成的电路上可容纳的元器件数目,在约18-24个月便会增加一倍。
华为公司自研的7nm麒麟990芯片光是单芯片就有16个核心,集成了103亿个晶体管。
而这样的特点势必会给电子设备的散热性能提出更高的要求,如果设备内部的电子元器件散热不佳,造成热量堆积,则会对设备的性能发挥带来巨大影响,重则会缩短设备使用寿命,使元部件失效或损坏。
Richard C. Chu[1]等人研究发现设备的每年的维护成本与设备散热和冷却的性能直接挂钩,数据显示大数据中心目前每年的维护成本已经升高至每平方英尺约100美元。
而统计电子设备失效的原因发现有一半以上都是由散热不足导致的热量蓄积引起,高温对电子元器件的损伤可以从两个主要方面体现,一是使芯片内部的内热应力增大,造成机械损伤。
二是对电子元器件参数造成影响,造成不可逆的恶性循环,对热敏参数造成破坏[2]。
表1列出了部分元器件在高低温时的失效率比值。
表 1常见电子元件高低温失效比率[3]元件种类 平均失效率 Delta;t/℃ 高温/低温失效比率 高温/失效率 低温/失效率 晶体管 160℃/0.064 40℃/0.008 120 8:1玻璃/陶瓷电容 125℃/0.029 40℃/0.0009 85 32:1变压器/线圈 85℃/0.0267 40℃/0.001 45 27:1碳膜电阻 90℃/0.063 40℃/0.0002 50 31:1集成电路芯片 90℃/0.51 40℃/0.0068 50 75:1 图 1集成电路芯片这表明,电子元件内部的不同区域还有着不同的散热需求,而电子器件本身尺寸更小,结构紧凑,对工作环境有和温度还要更高的要求,对于多热源的情况则更是如此。
