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1、电子工艺技术第22卷第1期36ElectronicsProcessTechnology2001年1月 计算机设备的热设计张兴旺(山西省国际经济贸易信息中心,山西 太原 030002)摘 要:简述了温度对计算机设备的影响、计算机设备热设计的重要性、设计原则和方法,以及为了提高计算机设备可靠性所应采取的措施。关键词:热设计;冷却方式;热传导;热对流;热辐射中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1001-3474(2001)01-0036-05TheHeatDesignofComputerEquipmentZHANGXing-wang(ShanxiProv
2、inceInformationCenterofInternationalEconomicandTrade,Taiyuan030002,China)Abstract:Brieflydescribethetempetureeffectoncomputerequipment,theimportance,principleandmethodsofcomputerequipmentheatdesignandmeasuresforenchancereliabilityofcomputerequipment.keywords:Heatdesign;Coolingmethod;He
3、atconvection;Heatconduction;HeatrediationDocumentCode:AArticleID:1001-3474(2001)01-0036-05 在影响计算机设备性能和可靠性的诸多环境因热效果,把设备内部有害的热量排出机外,降低其工素中,温度可谓首当其冲。计算机设备和其它设备作温度,获得设备必需的性能和可靠性。因此,设备一样,其功率损失通常都是以热能形式散发出来,表的热设计和线路设计、结构设计同等重要,这是因为现为设备的功耗,其转变成热能,成为设备温升的原电子元器件失效率随其温度而变化见表1。因,同时设备周围环境温度,也会影响到
4、设备内部温表1 高温和低温时部分元器件失效率及比值度,而设备内部的元器件都需要一个合适的工作温元器件基本失效率△T高低温失度,过高的温度会使其性能和可靠性下降,引起设备名称高温低温/℃效率比值不能正常工作或失效,此外计算机设备正在向小型晶体管160℃时0.064040℃时0.0081208∶1化、多功能、大功率方向发展,因此集成电路芯片集玻璃和陶成度越来越高125℃时0.029040℃时0.00098532∶1,单位面积内集成的元器件数量越来瓷电容越多,例如:PⅢ500CPU芯片,其集成的元器件数量变压器85℃时0.026740℃时0.0014527∶1已超过百万之
5、多,其温度显著提高,虽然采用散热和线圈片、风扇等措施来降温,但仍然达不到所要求的效电阻(炭90℃时0.006340℃时0.00025031∶1膜电阻)果,厂商不得不把其工作电压Vcc由早期芯片的5V集成电降至3V,甚至更低,以减小其功耗,控制其内部温90℃时0.510040℃时0.0068507.5∶1路芯片度,保证其正常工作,所以通过热设计来降低元器件工作温度是提高设备可靠性的有效方法之一。所谓表1的数据表明,降低元器件工作温度,可以大的热设计就是把设备的热输入降至最低,并提高散有好处。室内使用的计算机设备可采用空调设施控作者简介:张兴旺(1950-),男,高级工
6、程师,毕业于清华大学,从事无线电技术测量,计算机设备可靠性工作。©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2001年1月 张兴旺:计算机设备的热设计37制室温不超过规定的范围,但是还有很多设备因需件,必要时可采用屏蔽和散热装置。要工作在野外、车船或飞机上,环境比较恶劣,夏季(5)集成电路:集成电路特别是大规模集成电路环境温度可达50℃,甚至更高,加上设备功耗,其内安装位置尽可能远离发热部件;在保证其电性能正部元器件工作温度就可想而知了。因此,除采用耐常
7、的前提下,降低工作电压,减小功耗,必要时可加高温的元器件外,行之有效的办法就是采用热设计。散热片和风扇,提高其散热效率。1 热设计的程序和原则(6)印制电路:尽量采用较大面积导线;在多层应该指出计算机设备的热设计不是与设备的电印制板中使用金属夹心板,以保证这些多层板到支路、结构设计无关或在电路、结构设计完成后才进行撑件和夹心散热件间良好的散热;若需要还可以使的设计技术,而是应该与设备的电路、结构设计密切用防护涂层和灌封材料,加快热量传输到支撑件或相关同步进行的。首先根据设备使用的环境和特散热片上。点,对其热性能进行评估,评估一般采用元件应力分2 计算机设备热设计
