Телекомунікаційний пристрій 5G Термічний аналіз

Порівняно з 4G, 5G збільшується щонайменше в 9-10 разів. В епоху мережі 5G, незалежно від того, яке рішення 5G невіддільне від пристроїв зв’язку 5G, 5G висуває дедалі вищі вимоги до оптичних пристроїв, таких як малий обсяг, висока інтеграція, висока швидкість і низьке енергоспоживання. Основні частоти пристроїв для прямої, середньої та зворотної передачі 5G – це оптичні пристрої 25G, 50G, 100G, 200G і 400G. Серед них оптичні пристрої 25G і 100G є найпоширенішими пристроями зв’язку 5G.

З більш високою швидкістю і меншим об'ємом це неминуча тенденція розвитку оптичних пристроїв. У той же час це також підвищує вимоги до внутрішнього теплового керування оптичних пристроїв. Як швидко і ефективно відводити тепло - проблема, до якої потрібно поставитися серйозно.

Навіщо потрібен тепловий дизайн:

Як ми всі знаємо, коли наш фотоелектричний чіп працює, він не перетворюватиме 100 відсотків введеного струму у вихідну оптоелектроніку, а частина його буде використана як втрата енергії у вигляді тепла. Якщо велика кількість тепла продовжує накопичуватися і не може бути усунена вчасно, це матиме багато негативних наслідків для роботи компонентів. Взагалі кажучи, зі збільшенням температури значення опору зменшується, і термін служби пристроїв скорочується. Низька продуктивність, старіння матеріалів і пошкодження компонентів; Крім того, висока температура також спричинить напругу та деформацію матеріалу, знизить надійність і збій у роботі пристрою.

Розрізняють три основні шляхи теплопередачі: теплопровідність, теплоконвекцію і тепловипромінювання.

Теплопровідність:

Мікросхема розсіює тепло через радіатор у нижній частині, а оптичний пристрій контактує з оболонкою для розсіювання тепла за допомогою силіконового мастила для розсіювання тепла, яке відноситься до теплопровідності.

Конвекція тепла:

Природна конвекція в основному використовує силу плавучості, спричинену різницею щільності рідини при високій і низькій температурах для обміну теплом. Це пасивний метод розсіювання тепла, який підходить для середовища з низькою теплотворною здатністю. У мобільних телефонах, оптичних модулях та інших кінцевих продуктах в основному використовується теплообмін природною конвекцією.

Теплообмін примусовою конвекцією є ефективним методом розсіювання тепла, спричиненим прискоренням теплообміну рідини через зовнішні джерела енергії, такі як насоси та вентилятори, що вимагає додаткових економічних інвестицій. Він підходить для ситуації з високою теплотворною здатністю та поганим середовищем розсіювання тепла; Вентиляторне охолодження зазвичай використовується для оптичних модулів, що працюють у шафах або комутаторах, що є типовою примусовою конвекцією теплообміну.

Теплове випромінювання:

Процес передачі енергії за допомогою електромагнітних хвиль. Теплове випромінювання - це процес випромінювання електромагнітних хвиль, коли температура об'єкта вища за абсолютний нуль. Передача тепла між двома об’єктами через теплове випромінювання називається радіаційним теплообміном. Цей метод розсіювання тепла рідше використовується в тепловому проектуванні через його низьку ефективність.