微型熱管理和電源管理技術(shù)應(yīng)用:簡(jiǎn)化電子設(shè)計(jì)上網(wǎng)日期: 2011年06月13日
關(guān)鍵字: 節(jié)能 電動(dòng)車 新能源 微型散熱管理、熱管理和電源管理產(chǎn)品能解決半導(dǎo)體行業(yè)、光電子行業(yè)、消費(fèi)性行業(yè)、汽車行業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療行業(yè)及國(guó)防/航空航天領(lǐng)域中新一代產(chǎn)品中的關(guān)鍵設(shè)計(jì)難題。而嵌入式熱電散熱器 (eTEC)和溫差發(fā)電器(eTEG)薄膜技術(shù)解決了當(dāng)今電子行業(yè)中最具挑戰(zhàn)性的熱管理和電源管理問(wèn)題。不過(guò),只有極少數(shù)廠商能以相同技術(shù)實(shí)現(xiàn)這兩種應(yīng)用:熱源單點(diǎn)散熱解決方案和利用廢熱發(fā)電的新方法。對(duì)于裸片、芯片、電路板和系統(tǒng)級(jí)實(shí)施的熱管理解決方案,該技術(shù)具有完全的可縮放靈活性,并提供了一個(gè)無(wú)縫的板載解決方案,可在盡可能減少重新裝配的前提下,集成到現(xiàn)有或未來(lái)的封裝系統(tǒng)中。
散熱凸塊
這種薄膜熱電技術(shù)的核心是散熱銅柱凸塊,也稱為“散熱凸塊”。散熱凸塊是一種熱電器件,由薄膜熱電材料制成,嵌入到倒裝芯片互連結(jié)構(gòu)(尤其是銅柱 焊料凸點(diǎn))中,用于電子元器件和光電元器件的封裝,包括CPU和GPU的倒裝芯片封裝、激光二極管及半導(dǎo)體光放大器(SOA)。不同于提供電性通路和與封 裝間建立機(jī)械連接的傳統(tǒng)焊料凸點(diǎn),散熱凸塊有固態(tài)熱泵的作用,可根據(jù)它們的布局在芯片表面或其它位置提供局部熱管理功能。散熱凸塊的直徑為238微米,高 60微米。
熱源散熱應(yīng)用
無(wú)論是對(duì)熱點(diǎn)進(jìn)行散熱,以保持最優(yōu)化性能所需的工作溫度范圍,還是將熱量從敏感的電子元器件上導(dǎo)走,eTEC技術(shù)使微型熱管理產(chǎn)品能夠精確地控制熱量和溫度。通過(guò)在熱源處采用目前市場(chǎng)上尺寸最小的器件進(jìn)行散熱,客戶獲得了一種解決散熱設(shè)計(jì)難題的獨(dú)特方法。
微型散熱解決方案可在不降低效率的前提下改善器件性能,因此市場(chǎng)上對(duì)該解決方案的需求一直在穩(wěn)步上升。針對(duì)這種需求,Nextreme Thermal Solutions開(kāi)發(fā)了OptoCooler產(chǎn)品系列,包括各種能在0.4瓦至4瓦范圍內(nèi)散熱的產(chǎn)品。
由熱能發(fā)電
利用這些薄膜器件,可將30°C的低溫差轉(zhuǎn)換為電能。事實(shí)上,某些eTEG技術(shù)可使經(jīng)過(guò)優(yōu)化的產(chǎn)品提供熱流非常高(大于20瓦/平方厘米)的電源。薄膜溫差發(fā)電器可利用廢熱產(chǎn)生電能,主要應(yīng)用包括:(1)給氣體傳感器供電;(2)對(duì)黑暗場(chǎng)所中的無(wú)線傳感器進(jìn)行涓流充電;(3)改善汽車的燃油效率等。例如,Nextreme的eTEG UPF40可提供322 毫瓦/平方厘米的功率密度,而且根據(jù)應(yīng)用要求,只要將器件以大型陣列形式進(jìn)行組配,就能方便地進(jìn)行擴(kuò)展。
本文小結(jié)
無(wú)論此技術(shù)是用作管理熱量和控制溫度的一種手段,還是利用這些器件將余熱導(dǎo)走并將其轉(zhuǎn)換成電功率,在從臺(tái)式電腦到手持設(shè)備的應(yīng)用中,散熱設(shè)計(jì)的難題都可以利用微型薄膜熱電技術(shù)加以解決。 |
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