Termisk design af halvlederkomponenter i elektronisk udstyr
Hvad er termisk design?
I udformningen af elektronisk udstyr har det altid været nødvendigt at løse problemerne med miniaturisering, høj effektivitet, EMC (elektromagnetisk kompatibilitet) osv. I de senere år er de termiske modforanstaltninger af halvlederkomponenter blevet betalt mere og mere opmærksomhed, og det termiske design af halvlederkomponenter er blevet et nyt emne. Da "hot" involverer ydeevne, pålidelighed og sikkerhed af komponenter og udstyr, har det altid været et af de vigtige forskningsprojekter. I de senere år har kravene til elektronisk udstyr ændret sig, så det er nødvendigt at tage de tidligere metoder op til fornyet behandling.
I "Thermal Design of Semiconductor Components in Electronic Equipment" vil vi i princippet diskutere emner relateret til termisk design ud fra forudsætning af halvlederprodukter som ICs og transistorer, der anvendes i elektronisk udstyr.
Halvlederkomponenter angiver spåntemperaturen inde i pakken, det vil sige den absolutte maksimale rating Tjmax af krydsets (fælles) temperatur. Ved design er det nødvendigt at forske i varmeproduktion og omgivelsestemperatur for at sikre, at produktets krydstemperatur ikke overstiger Tjmax. Derfor vil termiske beregninger blive udført på alle halvlederkomponenter, der skal bruges til at bekræfte, om Tjmax overskrides. Hvis det er muligt at overskride Tjmax, skal du træffe foranstaltninger til at reducere tab eller varmeafledning for at holde Tjmax inden for det maksimale ratede værdiområde. Kort sagt, dette er termisk design.
Selvfølgelig anvendes ikke kun halvlederprodukter i elektronisk udstyr, men også forskellige komponenter som kondensatorer, modstande og motorer, og hver komponent har absolutte maksimale vurderinger relateret til temperatur og strømforbrug. Derfor må sammensætningen Alle dele af udstyret i det faktiske design ikke overstige de maksimale temperaturrelaterede vurderinger.
Behovet for godt termisk design i designfasen
Hvis det termiske design ikke udføres omhyggeligt i designfasen, og der træffes tilsvarende foranstaltninger, kan der opdages problemer forårsaget af varme i prøveproduktionsfasen, eller endda når produktet sættes i masseproduktion.
Selv om problemet ikke er begrænset til varme, jo tættere på masseproduktionsfasen, jo mere tid tager det at tage modforanstaltninger, jo højere omkostninger og endda forsinkelser i produktleveringen, hvilket fører til det store problem med manglende forretningsmuligheder. Det værst tænkelige scenarie er, at problemet kun opstår på markedet, hvilket fører til tilbagekaldelser og kreditproblemer. Selv om vi ikke er villige til at forestille os de problemer, der forårsages af varme, er det meget sandsynligt, at forkert varmebehandling vil forårsage røg, brand og endda brande og andre personlige sikkerhedsproblemer. Derfor er termisk design grundlæggende meget vigtigt. Derfor er det nødvendigt at gøre et godt stykke arbejde med termisk design fra begyndelsen.
Termisk design bliver mere og mere vigtigt
I de senere år er kravene til miniaturisering og høj ydeevne blevet naturlige for elektroniske enheder, og dermed er yderligere integration blevet fremmet. Specifikt er antallet af komponenter større, monteringstætheden på printkortet er højere, og husets størrelse er mindre. Resultatet er en betydelig stigning i varmeproduktionstætheden.
Den første ting at indse er, at med ændringerne i den teknologiske udvikling tendenser, termisk design er blevet strengere end nogensinde. Som nævnt ovenfor kræver udstyr ikke kun i stigende grad "miniaturisering" og "høj ydeevne" af komponenter, men kræver også fremragende "designfleksibilitet", så termiske modforanstaltninger (varmeafledningsforanstaltninger) er blevet et stort problem. Da termisk design hjælper med at forbedre udstyrets pålidelighed, sikkerhed og reducere de samlede omkostninger, bliver det mere og mere vigtigt.
