Введение

Постоянное совершенствование современной аппара­туры неразрывно связано с возникновением проблемы обес­печения нормального тепло­вого режима проектируемых уст­ройств и от­дельных теплонагруженных элемен­тов. Это объ­ясняется тем, что количество теплонагруженных элементов, раз­мещаемых в еди­нице объема, неуклонно увеличивается, что, в свою очередь, при­водит к возрастанию плотности рас­сеивае­мой мощности и не­применимо­сти в ряде случаев тра­диционных способов отвода тепла из-за их недостаточ­ной эффективности.

Отечественная промышленность выпускает широкий ас­сортимент изде­лий электронной техники, применение кото­рых позволяет создавать малога­баритную, эконо­мичную и надежную радиоаппаратуру [1]. Электронные приборы за­меняют традици­онные механические и электромеханические уст­ройства (реле, счетчики, индикато­ры и т. п.) и при этом дают выигрыш в га­ба­ритах, мас­се и надежности. В больших интегральных схемах, на­пример для запоминающих уст­ройств, на кристалле площадью в несколько квадратных мил­лиметров размещается запоминающее устройство емкостью в десятки мегабайт, что соответствует соз­данию на этом кри­сталле миллионов транзи­сторов.

Достижения электроники раскрывают большие пер­спек­тивы дальней­шего улучшения качественных показа­телей раз­ра­батываемой радиоаппара­туры. В то же вре­мя непрерывное ее усложнение неразрывно связано с рос­том количества ис­поль­зуемых элементов, дальней­шим увеличением плотно­сти мон­тажа и миниатюриза­цией элементной базы. Это обуслов­ливает рост удельной тепловой нагрузки на элемент и соот­ветственно повыше­ние требо­ваний к надежности самих эле­ментов. В свою очередь рост удельной тепло­вой нагрузки и задача обес­печения больших выходных мощностей радиоап­парату­ры связаны с про­блемой отвода тепла - неизбежного побочного про­дукта ее эле­ментов [2].

Обеспечение оптимальных тепловых режимов изде­лий электронной тех­ники является одной из важнейших проблем конструирования радиоэлек­тронной аппарату­ры. Повышение температуры изделия электронной техники значительно сни­жает надежность их работы.

Опыт эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры пока­зы­вает, что при ее конструировании не всегда обес­печивается нор­мальный тепловой режим работы. Значительная часть от­казов эксплуатируемой аппаратуры обуслов­лена тепловыми воздейст­виями. Эти воздействия объясняют­ся также и ре­зуль­татом не­правильной эксплуатации (более жесткие условия окружающей среды).

Повышенная температура эксплуатации изделий элек­трон­ной техники является не только причиной отка­зов, но и значи­тельно ухудшает их основ­ные параметры, что приводит к необ­ходимости поиска и применения различ­ных способов и методов охлаждения, обеспечи­вающих сохранение парамет­ров в задан­ных нормах.

По мере усложнения аппаратуры, увеличения количе­ства применяемых элементов и степени их интеграции во­просы от­вода тепла, а также методы расчетов тепловых ре­жимов приоб­ретают особую актуальность.

Дополнительные аспекты этой проблемы возникают при каждом новом «скачке» в области элек­трических характери­стик электронных приборов, на­при­мер при повышении быст­родейст­вия цифровых микросхем или увеличе­нии выходной мощности аналоговых.

Так как надежность работы и стабильность параметров электронных устройств в значительной степени определяются их температурным состоя­нием, стоит уделить внимание соз­данию новых пер­спективных методов теп­лового расчета отдель­ных элементов и всего устрой­ства в це­лом.