КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 004.021
И. С. Н о в и к о в, В. А. Ш а х н о в
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОПТИМИЗАЦИИ
ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ТРЕХМЕРНЫХ
ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ ПОСРЕДСТВОМ
ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА
Рассмотрена задача оптимизации конструкции электронных мо-
дулей трехмерной компоновки по “тепловому” критерию. В каче-
стве инструмента оптимизации применен генетический алгоритм
и рассмотрены его отдельные компоненты. Приведены сведения о
конструкции электронных модулей трехмерной компоновки.
Одним перспективных направлений развития электроники, в осо-
бенности для отрасли бортового оборудования, является разработ-
ка и производство электронных модулей трехмерной компоновки
(ЭМТК). Используя принятую иерархическую схему деления элек-
тронной аппаратуры [1], ЭМТК следует отнести к уровню модульно-
сти 0,5, к которому также относятся микросборки. Главное достоин-
ство ЭМТК (по сравнению с печатными платами или микросборка-
ми) — их малый объем, высокие плотность монтажа и коэффициент
использования объема, короткая длина проводников, возможность
применения эффективного теплоотвода. В настоящее время существу-
етцелый ряд различных конструктивных исполнений ЭМТК. Однако
общей идеей, объединяющей различные ЭМТК, является расположе-
ние активных и пассивных электронных элементов и коммутирующих
их проводников не в плоскости (как на печатной плате), а в объеме
модуля.
К западным компаниям, занимающимся проектированием и из-
готовлением ЭМТК, относятся такие фирмы, как Amkor Technology,
3D Plus, Irvine Sensors Corporation, VCI, Tezzaron Semiconductor [2–6].
Однако существует и российский запатентованный вариант трехмер-
ных модулей [7–12]. Именно он и будетрассмотрен в настоящей ра-
боте.
Одним из достоинств отечественного варианта ЭМТК является эф-
фективный способ отвода теплоты от сильно нагревающихся элек-
тронных элементов. “Облегчение” теплового режима модуля снижает
риск отказа из-за перегрева критичного к температуре элемента и в
итоге повышает надежность ЭМТК.
Вместе с тем, в вопросе защиты от температурного перегрева та-
кую же важную роль, как и обеспечение эффективного теплоотвода,
112 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2009. № 1
