Tepelná konštrukcia polovodičových komponentov v elektronických zariadeniach
Čo je tepelná konštrukcia?
Pri navrhovaní elektronických zariadení bolo vždy potrebné riešiť problémy miniaturizácie, vysokej účinnosti, EMC (elektromagnetická kompatibilita) atď. V posledných rokoch sa tepelným protiopatreniam polovodičových komponentov venovala čoraz väčšia pozornosť a tepelná konštrukcia polovodičových komponentov sa stala novým Predmetom. Keďže "horúce" zahŕňa výkon, spoľahlivosť a bezpečnosť komponentov a zariadení, vždy to bol jeden z dôležitých výskumných projektov. V posledných rokoch sa požiadavky na elektronické zariadenia zmenili, takže je potrebné opätovne preskúmať minulé metódy.
V "Tepelnom dizajne polovodičových komponentov v elektronických zariadeniach" budeme v zásade diskutovať o témach týkajúcich sa tepelného dizajnu na základe polovodičových výrobkov, ako sú ICs a tranzistory používané v elektronických zariadeniach.
Polovodičové komponenty špecifikujú teplotu čipu vo vnútri balenia, to znamená absolútne maximálne hodnotenie Tjmax teploty križovatky (spoja). Pri navrhovaní je potrebné vykonať výskum výroby tepla a teploty okolia, aby sa zabezpečilo, že teplota spojenia výrobku nepresiahne Tjmax. Preto sa vykonajú tepelné výpočty na všetkých polovodičových komponentoch, ktoré sa majú použiť na potvrdenie prekročenia Tjmaxu. Ak je možné prekročiť Tjmax, prijať opatrenia na zníženie straty alebo odvodu tepla, aby sa Tjmax udržal v rozsahu maximálnych menovitých hodnôt. Stručne povedané, jedná sa o tepelnú konštrukciu.
Samozrejme, nielen polovodičové výrobky sa používajú v elektronických zariadeniach, ale aj rôzne komponenty, ako sú kondenzátory, rezistory a motory, a každý komponent má absolútne maximálne hodnotenie súvisiace s teplotou a spotrebou energie. Preto v skutočnom dizajne kompozícia Všetky časti zariadenia nesmú prekročiť maximálne teplotné hodnotenia.
Potreba dobrého tepelného dizajnu vo fáze návrhu
Ak sa tepelná konštrukcia nevykonáva opatrne vo fáze projektovania a prijmú sa zodpovedajúce opatrenia, problémy spôsobené teplom sa môžu objaviť vo fáze skúšobnej výroby alebo dokonca pri uvádzaní výrobku do sériovej výroby.
Hoci problém nie je obmedzený na teplo, čím bližšie k fáze masovej výroby, tým viac času trvá, kým sa prijmú protiopatrenia, tým vyššie sú náklady a dokonca oneskorenia v dodávke výrobkov, čo vedie k veľkému problému chýbajúcich obchodných príležitostí. Najhorším scenárom je, že problém sa vyskytuje len na trhu, čo vedie k stiahnutiu z trhu a úverovým problémom. Hoci nie sme ochotní predstaviť si problémy spôsobené teplom, nesprávne tepelné spracovanie s veľkou pravdepodobnosťou spôsobí dym, požiar a dokonca aj požiare a iné problémy s osobnou bezpečnosťou. Preto je tepelná konštrukcia veľmi dôležitá. Preto je potrebné od začiatku robiť dobrú prácu v tepelnom dizajne.
Tepelná konštrukcia je čoraz dôležitejšia
V posledných rokoch sa požiadavky na miniaturizáciu a vysoký výkon stali prirodzenými, a preto sa podporila ďalšia integrácia. Konkrétne povedané, počet komponentov je väčší, hustota montáže na doske plošných spojov je vyššia a veľkosť krytu je menšia. Výsledkom je výrazné zvýšenie hustoty výroby tepla.
Prvá vec, ktorú si treba uvedomiť, je, že so zmenami v trendoch technologického vývoja sa tepelný dizajn stal prísnejším ako kedykoľvek predtým. Ako už bolo spomenuté vyššie, vybavenie vyžaduje nielen čoraz "miniaturizáciu" a "vysoký výkon" komponentov, ale tiež vyžaduje vynikajúcu "flexibilitu dizajnu", takže tepelné protiopatrenia (opatrenia na odvod tepla) sa stali veľkým problémom. Keďže tepelná konštrukcia pomáha zlepšovať spoľahlivosť, bezpečnosť a znižovať celkové náklady, stáva sa čoraz dôležitejšou.
