Puslaidininkių komponentų šiluminė konstrukcija elektroninėje įrangoje
Kas yra šiluminis dizainas?
Projektuojant elektroninę įrangą visada reikėjo išspręsti miniatiūrizacijos, didelio efektyvumo, EMC (elektromagnetinio suderinamumo) ir kt. Problemas. Pastaraisiais metais puslaidininkių komponentų šiluminės atsakomosios priemonės buvo vis daugiau dėmesio skiriama, o puslaidininkių komponentų šiluminis dizainas tapo nauju dalyku. Kadangi "karštas" apima komponentų ir įrangos našumą, patikimumą ir saugumą, jis visada buvo vienas iš svarbiausių mokslinių tyrimų projektų. Pastaraisiais metais pasikeitė elektroninės įrangos reikalavimai, todėl būtina iš naujo išnagrinėti ankstesnius metodus.
"Puslaidininkių komponentų šiluminiame dizaine elektroninėje įrangoje" iš esmės aptarsime temas, susijusias su šiluminiu dizainu puslaidininkių gaminių, tokių kaip IC ir tranzistoriai, naudojami elektroninėje įrangoje, patalpose.
Puslaidininkių komponentai nurodo lusto temperatūrą pakuotės viduje, ty absoliutų maksimalų sankryžos (sąnario) temperatūros Tjmax įvertinimą. Projektuojant būtina atlikti šilumos gamybos ir aplinkos temperatūros tyrimus, siekiant užtikrinti, kad produkto jungiamosios temperatūros neviršytų Tjmax. Todėl bus atliekami visų puslaidininkių komponentų, kurie bus naudojami siekiant patvirtinti, ar viršijamas Tjmax kiekis, šiluminiai skaičiavimai. Jei įmanoma viršyti Tjmax, imkitės priemonių nuostoliams ar šilumos išsklaidymams sumažinti, kad Tjmax neviršytų didžiausio tarifinio verčių diapazono. Trumpai tariant, tai yra šiluminis dizainas.
Žinoma, elektroninėje įrangoje naudojami ne tik puslaidininkių produktai, bet ir įvairūs komponentai, tokie kaip kondensatoriai, rezistoriai ir varikliai, ir kiekvienas komponentas turi absoliučius maksimalius įvertinimus, susijusius su temperatūra ir energijos suvartojimu. Todėl faktinio projektavimo sudėtyje Visos įrangos dalys neturi viršyti didžiausių su temperatūra susijusių reitingų.
Gero šiluminio dizaino poreikis projektavimo etape
Jei projektavimo etape terminis dizainas nėra kruopščiai atliekamas ir imamasi atitinkamų priemonių, problemos, kurias sukelia šiluma, gali būti aptiktos bandomajame gamybos etape arba net kai produktas pradedamas gaminti masinę gamybą.
Nors problema neapsiriboja šiluma, tuo arčiau masinės gamybos etapo, tuo daugiau laiko reikia imtis atsakomųjų priemonių, tuo didesnės išlaidos ir net vėlavimas pristatyti produktą, todėl kyla didelė problema dėl praleistų verslo galimybių. Blogiausias scenarijus yra tas, kad problema kyla tik rinkoje, todėl kyla atšaukimo ir kredito problemų. Nors mes nenorime įsivaizduoti karščio sukeltų problemų, netinkamas terminis apdorojimas labai tikėtina, kad sukels dūmus, gaisrą ir net gaisrus bei kitus asmens saugos klausimus. Todėl šiluminis dizainas yra iš esmės labai svarbus. Todėl nuo pat pradžių būtina atlikti gerą šiluminio dizaino darbą.
Šiluminis dizainas tampa vis svarbesnis
Pastaraisiais metais elektroniniams prietaisams miniatiūrizacijos ir didelio našumo reikalavimai tapo natūralūs, todėl buvo skatinama tolesnė integracija. Konkrečiai kalbant, komponentų skaičius yra didesnis, montavimo tankis ant plokštės yra didesnis, o korpuso dydis yra mažesnis. Rezultatas yra reikšmingas šilumos gamybos tankio padidėjimas.
Pirmas dalykas, kurį reikia suprasti, yra tai, kad keičiantis technologinės plėtros tendencijoms, šiluminis dizainas tapo griežtesnis nei bet kada. Kaip minėta pirmiau, įranga ne tik reikalauja vis labiau "miniatiūrizuoti" ir "aukštos kokybės" komponentų, bet ir reikalauja puikaus "dizaino lankstumo", todėl šiluminės atsakomosios priemonės (šilumos išsklaidymo priemonės) tapo didele problema. Kadangi šiluminė konstrukcija padeda pagerinti įrangos patikimumą, saugumą ir sumažinti bendras išlaidas, ji tampa vis svarbesnė.
