熱設(shè)計連載（1）散熱處理直逼電子產(chǎn)品要害！

假設(shè)你是電子產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)組的一員。為了在與對手的競爭中勝出，決定通過提高產(chǎn)品性能來取勝。雖說原則上是根據(jù)原產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計，但需要采用新功能，并要實(shí)現(xiàn)行業(yè)最小、最輕。其中，產(chǎn)品的小型化需要縮小底板的面積。通過采用不斷微細(xì)化的LSI（大規(guī)模集成電路）以及集成分立器件，一般都能實(shí)現(xiàn)一些產(chǎn)品的小型化。但是，至此會有一個意外的發(fā)現(xiàn)。盡管隨著主要LSI的不斷微細(xì)化，性能能夠提高，但最大耗電量卻與原產(chǎn)品幾乎沒有變化，發(fā)熱量也與原產(chǎn)品基本相同。而且隨著底板面積的縮小，發(fā)熱密度反而比原產(chǎn)品要大。

熱對策和熱設(shè)計

對此，該如何進(jìn)行設(shè)計呢？大致有兩條路可走。一是過去慣用的“熱對策”。電子產(chǎn)品設(shè)計人員會告訴結(jié)構(gòu)設(shè)計人員自己設(shè)計的電路會產(chǎn)生多少熱量。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員根據(jù)拿到的設(shè)計，同時參考原產(chǎn)品進(jìn)行包括散熱結(jié)構(gòu)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。然后，通過試制品驗(yàn)證溫度，必要時，增大散熱面積，提高散熱部件的熱傳導(dǎo)率，改變部件布局，降低部件周圍的溫度等。當(dāng)然，在通過驗(yàn)證之前，這樣的作業(yè)會反復(fù)多遍。另外，隨著設(shè)計變更及部件的追加，成本恐怕也會增加。

另一個方法是“熱設(shè)計”。主要根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行熱流體解析，對設(shè)計進(jìn)行驗(yàn)證。這種方法為公司所采用的時間還很短。熱設(shè)計的散熱處理與熱對策基本相同，不過試制前便修改設(shè)計，所以部件布局變動的自由度高，即使更改設(shè)計也基本不會發(fā)生成本。據(jù)熱流體解析組介紹，試制品實(shí)測的溫度與模擬計算出的溫度之間的誤差甚至可降至幾攝氏度之內(nèi)。模擬和確定對策大約需要1周左右的時間，與原來相比時間要短得多。而且容易比較多種設(shè)計方案。

筆者還記得以前曾聽說過的一句話：應(yīng)該使用模擬手段，在設(shè)計階段便導(dǎo)入多采用模擬等進(jìn)行的散熱處理。不過，當(dāng)時筆者還“不過是理想值…”。這次發(fā)現(xiàn)，與當(dāng)時相比，現(xiàn)在電子產(chǎn)品所處的環(huán)境發(fā)生了很大變化。首先，開發(fā)周期絕對變短了。另外，由于封裝密度提高，有時想設(shè)置散熱部件可能都會沒有地方。

那么，應(yīng)該走哪條路呢？是認(rèn)為量產(chǎn)前反正會出問題，而采用以往慣用的熱對策方法呢？還是走雖然以前從未用過但優(yōu)點(diǎn)似乎很多的熱設(shè)計之路呢？答案似乎已經(jīng)很明確了。（未完待續(xù)）