Công nghệ PCB - Thách thức của việc thiết kế vi xử lý trên PCB

Khi nhu cầu của người tiêu dùng về tốc độ nhỏ hơn và nhanh hơn được củng cố, Có những thử thách khó khăn trong việc giải quyết vấn đề phân tán nhiệt in bảng mạch (PCBs) with increasing density. Khi vi xử lý và các tế bào lôgic xếp được tới phạm vi tần số hoạt động của GHz., Quản lý nhiệt giá trị có thể đã trở thành vấn đề ưu tiên cao nhất của kỹ sư trong lĩnh vực thiết kế., Name, và tài liệu khẩn cấp cần giải quyết.

Sản xuất các bộ phận I.D. để đạt độ dày chức năng cao đã trở thành một xu hướng hiện nay, làm tăng thêm khó khăn trong việc quản lý nhiệt. Mô phỏng kết quả cho thấy độ tăng nhiệt độ 10\ 196; C tăng gấp đôi mật độ nhiệt của con chip 3D và giảm hiệu suất với hơn một phần ba.

dự báo về công nghệ dự báo của Ủy ban truyền thông quốc tế (ITRS) cho thấy rằng trong vòng ba năm tới, dấu vết của các khu vực cứng-nóng-nóng-lạnh trong bộ vi xử lý sẽ tiêu thụ đến 80='của năng lượng chip. Năng lượng nhiệt kế (TDP) là một chỉ mục để đánh giá khả năng phân hủy nhiệt của một bộ vi xử lý vi xử lý. Nó xác định nhiệt đã được giải phóng khi bộ xử lý đạt đến mức tải tối đa và nhiệt độ trường hợp tương ứng.

Các trung tâm dữ liệu rộng lớn với hàng trăm máy chủ đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi các vấn đề độ phân tán nhiệt. Theo một s ố dự đoán, quạt làm mát của máy chủ (có thể tiêu thụ đến tận 15. số điện) đã trở thành một nguồn nhiệt đáng kể trong máy phục vụ và chính nó. Thêm vào đó, chi phí làm mát của trung tâm dữ liệu có thể tính ra khoảng 0.62-50 phần trăm giá trị năng lượng tiêu thụ của trung tâm dữ liệu. Tất cả những sự kiện này đưa ra yêu cầu cao hơn cho việc phát hiện nhiệt độ và điều khiển nhiệt độ ở địa phương và xa.

Năng lượng quản lý nhiệt sẽ trở nên khó khăn hơn khi cần đến lắp PCb có chứa nhiều lõi. Although each processor core in the processor array may consume less power (and therefore dissipate less heat) than a single-core processor, Kết quả mạng trên các máy chủ lớn là nó thêm vào hệ thống máy tính trong trung tâm dữ liệu phân tán nhiệt nhiều hơn.. Nói ngắn gọn, chạy nhiều lõi xử lý trên một khu vực rõ ràng của PCB.

Một vấn đề khác về quản lý nhiệt của IC nhạy cảm liên quan đến những điểm nóng xuất hiện trên chip. Nhiệt độ có thể cao bằng 1000W/cm, là một trạng thái khó theo dõi.

Việc điều khiển nhiệt có vai trò quan trọng trong việc quản lý nhiệt, do đó thiết kế nhiệt cần thiết. Các kỹ sư thiết kế nên tách các thành phần năng lượng cao càng xa nhau càng tốt.. Thêm nữa., Các thành phần năng lượng cao phải ở cách xa các góc PCB càng tốt, sẽ giúp tối đa hóa khu vực PCB xung quanh các thành phần năng lượng và tăng tốc độ phân tán nhiệt..

Bán hệ thống điện phơi nhiễm cho PCB là một thói quen thông thường. Nói chung, cái nắp nạp điện có thể dẫn tới gần 80='của nhiệt được tạo ra qua phần dưới của gói IC và cả PCB nữa. Các nhiệt còn lại sẽ bị phân tán từ hai bên và dẫn đầu của gói.