Toplinski dizajn poluvodiča komponenti u elektronskoj opremi
Šta je termalni dizajn?
U dizajnu elektronske opreme oduvijek je bilo potrebno riješiti probleme minijaturizacije, visoke efikasnosti, EMC -a (elektromagnetske kompatibilnosti) itd. Posljednjih godina, termalne protumjere poluprovodnička komponenta su sve više obraćane pažnje, a toplinski dizajn poluvodičih komponenti postao je novi Subject. Budući da "vruće" uključuje performanse, pouzdanost i sigurnost komponenti i opreme, to je uvijek bio jedan od važnih istraživačkih projekata. Posljednjih godina mijenjaju se zahtjevi za elektronskom opremom, pa je potrebno preispitati prošle metode.
U "Thermal Design of Semiconductor Components in Electronic Equipment", u principu, raspravljat ćemo o temama vezanim za termalni dizajn o premisi poluprovodnička proizvoda kao što su IC-i i tranzistori koji se koriste u elektronskoj opremi.
Poluvodiča komponente preciziraju temperaturu čipa unutar paketa, to jest apsolutnu maksimalnu ocjenu Tjmax spojne (zajedničke) temperature. Pri dizajniranju, potrebno je provesti istraživanja o generaciji topline i temperaturi okoline kako bi se osiguralo da razvodna temperatura proizvoda ne prelazi Tjmax. Stoga će se termalni izračuni vršiti na svim poluvodičim komponentama koje će se koristiti za potvrdu da li je Tjmax prekoračen. Ako je moguće prekoračenje Tjmaxa, poduzmite mjere za smanjenje gubitka ili disipacije topline kako bi Tjmax držao u rasponu maksimalne ocijenjene vrijednosti. Ukratko, ovo je termalni dizajn.
Naravno, ne samo poluprovodni proizvodi se koriste u elektronskoj opremi, već i raznim komponentama kao što su kondenzatori, otpornici, i motori, a svaka komponenta ima apsolutne maksimalne ocjene vezane za temperaturu i potrošnju energije. Stoga, u stvarnom dizajnu, sastav Svi dijelovi opreme ne smije prelaziti maksimalne ocjene povezane s temperaturom.
Potrebu za dobrim termalnim dizajnom u fazi dizajna
Ako se termalni dizajn ne sprovede pažljivo u fazi projektinga i poduče odgovarajuće mjere, problemi uzrokovani toplinom mogu se otkriti u fazi probne proizvodnje ili čak i kada je proizvod stavili u masovnu proizvodnju.
Iako problem nije ograničen na toplotu, što je bliže fazi masovne proizvodnje, to je više vremena potrebno za preduzmenje protumjere, to su veći troškovi, pa čak i kašnjenja u isporuci proizvoda, što dovodi do velikog problema nestalih poslovnih mogućnosti. Najgori scenario je da se problem javlja samo na tržištu, što dovodi do opoziva i kreditnih problema. Iako ne želimo zamisliti probleme uzrokovane toplinom, nepravilna toplinska obrada će vrlo lako izazvati dim, vatru, pa čak i požare i druga osobna sigurnosna pitanja. Stoga je toplinski dizajn u osnovi vrlo važan. Stoga je potrebno od početka napraviti dobar posao termalnog dizajna.
Termalni dizajn postaje sve važniji
Posljednjih godina, za elektronske uređaje, zahtjevi za minijaturizaciju i visoke performanse postali su prirodni, te je time promovisana daljnja integracija. Konkretno govoreći, broj komponenti je veći, pričvrsćivanje na ploči je veće, a veličina stanovanja manja. Rezultat je značajno povećanje u denzitetu toplotne generacije.
Prva stvar koju treba shvatiti je da je sa promjenama u trendovima tehnološkog razvoja termalni dizajn postao stručniji nego ikad. Kao što je već spomenuto, oprema ne samo da zahtijeva sve više "minijaturizaciju" i "visoke performanse" komponenti, već zahtijeva i odličnu "fleksibilnost dizajna", pa su toplinske protumjere (mjere disipacije topline) postale veliko pitanje. Kako termalni dizajn pomaže u poboljšanju pouzdanosti opreme, sigurnosti i smanjenju ukupnih troškova, sve je važnije.
