Progettazione termica di componenti a semiconduttore in apparecchiature elettroniche

Cos'è il design termico?

Nella progettazione di apparecchiature elettroniche è sempre stato necessario risolvere i problemi di miniaturizzazione, alta efficienza, EMC (compatibilità elettromagnetica), ecc. Negli ultimi anni si è prestata sempre più attenzione alle contromisure termiche dei componenti a semiconduttore, e al la progettazione termica di componenti a semiconduttore è diventata un nuovo Soggetto. Dal momento che" caldo" coinvolge le prestazioni, l'affidabilità e la sicurezza di componenti e apparecchiature, è sempre stato uno degli importanti progetti di ricerca. Negli ultimi anni i requisiti per le apparecchiature elettroniche sono cambiati, quindi è necessario ri - esaminare i metodi passati.

In"Thermal Design of Semiconductor Components in Electronic Equipment", in linea di principio, discuteremo argomenti relativi alla progettazione termica sulla premessa di prodotti a semiconduttore come circuiti integrati e transistor utilizzati nelle apparecchiature elettroniche.

I componenti a semiconduttore specificano la temperatura del chip all'interno del pacchetto, ovvero il valore massimo assoluto Tjmax della temperatura di giunzione (giunto). Durante la progettazione, è necessario condurre ricerche sulla generazione di calore e sulla temperatura ambiente per garantire che la temperatura di giunzione del prodotto non superi Tjmax. Pertanto, i calcoli termici verranno eseguiti su tutti i componenti a semiconduttore da utilizzare per confermare se Tjmax viene superato. Se è possibile superare Tjmax, adottare misure per ridurre la perdita o la dissipazione di calore per mantenere Tjmax entro il campo di valore nominale massimo. In breve, questo è il design termico.

Naturalmente, nelle apparecchiature elettroniche non vengono utilizzati solo prodotti a semiconduttore, ma anche vari componenti come condensatori, resistori e motori, e ogni componente ha valori nominali massimi assoluti relativi alla temperatura e al consumo energetico. Pertanto, nella progettazione effettiva, la composizione Tutte le parti dell'apparecchiatura non devono superare la temperatura massima - valori nominali relativi.

La necessità di una buona progettazione termica in fase di progettazione

Se il progetto termico non viene eseguito accuratamente in fase di progettazione e vengono prese le misure corrispondenti, i problemi causati dal calore possono essere scoperti nella fase di produzione di prova o anche quando il prodotto viene messo in produzione in serie.

Sebbene il problema non sia limitato al calore, più ci si avvicina alla fase di produzione di massa, più tempo ci vuole per prendere le contromisure, maggiore è il costo e persino ritardi nella consegna del prodotto, portando al grosso problema della perdita di opportunità di business. Lo scenario peggiore - è che il problema si verifica solo nel mercato, portando a richiami e problemi di credito. Sebbene non siamo disposti a immaginare i problemi causati dal calore, è molto probabile che un trattamento termico improprio provochi fumo, incendi e persino incendi e altri problemi di sicurezza personale. Pertanto, il design termico è fondamentalmente molto importante. Pertanto, è necessario fare un buon lavoro di progettazione termica fin dall'inizio.

Il design termico sta diventando sempre più importante

Negli ultimi anni, per i dispositivi elettronici, sono diventati naturali i requisiti di miniaturizzazione e prestazioni elevate, favorendo così un'ulteriore integrazione. In particolare, il numero di componenti è maggiore, la densità di montaggio sulla scheda del circuito è maggiore e le dimensioni dell'alloggiamento sono inferiori. Il risultato è un aumento significativo della densità di generazione del calore.

La prima cosa da capire è che con i cambiamenti nelle tendenze dello sviluppo tecnologico, il design termico è diventato più rigoroso che mai. Come accennato in precedenza, le apparecchiature non solo richiedono sempre più spesso" miniaturizzazione" e" quot ad alte prestazioni &; di componenti, ma richiede anche un'eccellente"flessibilità di progettazione", quindi le contromisure termiche (misure di dissipazione del calore) sono diventate un grosso problema. Poiché la progettazione termica aiuta a migliorare l'affidabilità e la sicurezza delle apparecchiature e a ridurre i costi complessivi, sta diventando sempre più importante.