Tepelný návrh polovodičových komponentov v elektronických zariadeniach
Pri navrhovaní elektronických zariadení bolo vždy potrebné riešiť problémy ako miniaturizácia, účinnosť a EMC (elektromagnetická kompatibilita). V posledných rokoch sa čoraz viac oceňujú tepelné protiopatrenia pre polovodičové súčiastky a novou témou sa stáva tepelný návrh polovodičových súčiastok. Vďaka svojej účasti na výkone, spoľahlivosti a bezpečnosti komponentov a zariadení bolo „teplo“ vždy jedným z dôležitých výskumných projektov.
Polovodičové súčiastky špecifikujú absolútnu maximálnu menovitú hodnotu Tjmax teploty čipu vo vnútri obalu, čo je teplota prechodu. Pri návrhu je potrebné študovať tvorbu tepla a okolitú teplotu, aby sa zabezpečilo, že teplota spojenia produktu neprekročí Tjmax. Preto sa na všetkých polovodičových súčiastkach vykonajú tepelné výpočty, aby sa potvrdilo, či bol prekročený Tjmax. Ak je možné prekročiť Tjmax, mali by sa prijať opatrenia na zníženie strát alebo rozptýlenie tepla, aby sa Tjmax udržal v maximálnom menovitom rozsahu. Toto je skrátka tepelný dizajn.
Pre elektronické zariadenia sa požiadavky na miniaturizáciu a vysoký výkon stali prirodzenými, čo podporuje ďalšiu integráciu. Konkrétne sa prejavuje vyšším počtom komponentov, vyššou hustotou inštalácie na doskách plošných spojov a menšou veľkosťou plášťa. Výsledkom je výrazné zvýšenie hustoty tepla. Tepelný dizajn sa stáva čoraz dôležitejším, pretože pomáha zvyšovať spoľahlivosť, bezpečnosť a znižovať celkové náklady.
Ak tepelný návrh nie je starostlivo vykonaný a príslušné opatrenia sa neprijmú počas fázy návrhu, môžu sa objaviť problémy spôsobené teplom počas fázy skúšobnej výroby produktu alebo dokonca pred hromadnou výrobou. Aj keď si možno nechceme predstaviť problémy spôsobené teplom, nesprávne tepelné spracovanie môže ľahko viesť k problémom súvisiacim s osobnou bezpečnosťou, ako je dym, oheň a dokonca aj požiar. Preto je tepelný dizajn zásadne veľmi dôležitý. Preto je potrebné efektívne vykonávať tepelný návrh od začiatku.
