Progettazione termica di componenti semiconduttori in dispositivi elettronici
Nella progettazione di dispositivi elettronici è sempre stato necessario affrontare temi quali la miniaturizzazione, l'efficienza e la EMC (compatibilità elettromagnetica). Negli ultimi anni, le contromisure termiche per i componenti semiconduttori sono state sempre più apprezzate e la progettazione termica dei componenti semiconduttori è diventata un argomento nuovo. Grazie al suo coinvolgimento nelle prestazioni, nell'affidabilità e nella sicurezza di componenti e apparecchiature, "calore" è sempre stato uno dei progetti di ricerca più importanti.
I componenti a semiconduttore specificano il valore nominale massimo assoluto Tjmax della temperatura del chip all'interno del package, che è la temperatura di giunzione. Durante la progettazione è necessario studiare la generazione di calore e la temperatura ambiente per garantire che la temperatura di giunzione del prodotto non superi Tjmax. Pertanto, verranno eseguiti calcoli termici su tutti i componenti a semiconduttore per confermare se Tjmax è stato superato. Se è possibile superare Tjmax, è necessario adottare misure per ridurre le perdite o dissipare il calore per mantenere Tjmax entro l'intervallo nominale massimo. In breve, questo è il design termico.
Per i dispositivi elettronici sono diventati naturali i requisiti di miniaturizzazione e di elevate prestazioni, favorendo così un’ulteriore integrazione. Nello specifico, si manifesta con un numero maggiore di componenti, una maggiore densità di installazione sui circuiti stampati e dimensioni del guscio più piccole. Il risultato è un aumento significativo della densità di calore. La progettazione termica sta diventando sempre più importante poiché aiuta a migliorare l'affidabilità e la sicurezza delle apparecchiature e a ridurre i costi complessivi.
Se la progettazione termica non viene eseguita con attenzione e non vengono adottate misure adeguate durante la fase di progettazione, è possibile che si scoprano problemi causati dal calore durante la fase di produzione di prova del prodotto o addirittura prima della produzione in serie. Anche se non vogliamo immaginare i problemi causati dal calore, un trattamento termico inadeguato può facilmente portare a problemi legati alla sicurezza personale come fumo, fuoco e persino incendio. Pertanto, la progettazione termica è di fondamentale importanza. Pertanto, è necessario eseguire in modo efficace la progettazione termica fin dalla fase iniziale.
