현재 산업용 내시경이 4K/60fps로 업그레이드되면 칩의 전력 소비가 급증합니다. 예를 들어, IMX415 센서의 전력 소비는 1.2W에 이르지만 직경이 6mm 이하인 미러 튜브는 방열 설계 공간을 제한합니다. 실제 측정에 따르면 15분 동안 연속 작동하면 칩의 접합 온도가 85°C에 도달하여 이미지 노이즈가 30% 증가하고 LED 수명이 50% 감소하는 것으로 나타났습니다.
기존 솔루션 비교
솔루션형의 대표적인 기술은 냉각효과가 제한적입니다. 수동형 방열 동박 열전도 링은 온도를 8~12°C 낮추고 직경을 0.5mm 늘립니다. 능동형 방열형 미세전압 선풍기는 온도를 15~20°C 낮추며 5V 전원 공급이 필요합니다. 재료 솔루션은 질화알루미늄 세라믹 기판으로 온도를 10°C 낮춥니다. 비용이 급등합니다.
혁신방향
상변화물질 적용 : 파라핀계 복합재료(융점 45°C)를 PCB와 케이스 사이에 충진합니다. 과열 경보 시간은 45분까지 지연될 수 있는 것으로 측정되었습니다.
동적 전력 소비 관리: AI 알고리즘을 통해 프레임 속도를 조정(정지된 물체 감지 시 자동으로 30fps로 감소)하여 최대 전력 소비를 20% 감소시킵니다.
레이저 마이크로채널: 100μm 폭의 냉각 채널이 펨토초 레이저로 스테인리스 스틸 쉘에 에칭됩니다. 불활성가스의 순환과 결합하여 방열효율이 4배 향상됩니다.
업계 동향: 2024년 출시 예정인 TI의 TPS62824 전원 칩(변환 효율 98%)은 열원을 15% 줄일 수 있으며 차세대 모듈의 표준 기능이 될 것으로 예상됩니다.
