Thiết kế nhiệt của linh kiện bán dẫn trong thiết bị điện tử
Thiết kế nhiệt là gì?
Trong thiết kế các thiết bị điện tử luôn phải giải quyết các vấn đề về thu nhỏ, hiệu suất cao, EMC (tương thích điện từ),… Trong những năm gần đây, các biện pháp đối nhiệt của linh kiện bán dẫn ngày càng được chú trọng, và thiết kế nhiệt của linh kiện bán dẫn đã trở thành một chủ đề mới. Kể từ khi" nóng" liên quan đến hiệu suất, độ tin cậy và an toàn của các thành phần và thiết bị, nó luôn là một trong những dự án nghiên cứu quan trọng. Trong những năm gần đây, các yêu cầu đối với thiết bị điện tử đã thay đổi, vì vậy cần phải kiểm tra lại - các phương pháp trước đây.
Trong" Thiết kế nhiệt của các thành phần bán dẫn trong thiết bị điện tử" ;, về nguyên tắc, chúng ta sẽ thảo luận về các chủ đề liên quan đến thiết kế nhiệt trên cơ sở các sản phẩm bán dẫn như IC và bóng bán dẫn được sử dụng trong thiết bị điện tử.
Các thành phần bán dẫn chỉ định nhiệt độ chip bên trong gói, nghĩa là, định mức tối đa tuyệt đối Tjmax của nhiệt độ mối nối (mối nối). Khi thiết kế cần tiến hành nghiên cứu quá trình sinh nhiệt và nhiệt độ môi trường để đảm bảo nhiệt độ tiếp giáp của sản phẩm không vượt quá Tjmax. Do đó, các tính toán nhiệt sẽ được thực hiện trên tất cả các linh kiện bán dẫn được sử dụng để xác nhận xem Tjmax có bị vượt quá hay không. Nếu có thể vượt quá Tjmax thì phải thực hiện các biện pháp giảm tổn thất hoặc tỏa nhiệt để giữ Tjmax trong dải giá trị danh định lớn nhất. Tóm lại, đây là thiết kế nhiệt.
Tất nhiên, không chỉ các sản phẩm bán dẫn được sử dụng trong thiết bị điện tử mà còn cả các thành phần khác nhau như tụ điện, điện trở và động cơ, và mỗi thành phần đều có xếp hạng tối đa tuyệt đối liên quan đến nhiệt độ và điện năng tiêu thụ. Do đó, trong thiết kế thực tế, thành phần Tất cả các bộ phận của thiết bị không được vượt quá nhiệt độ tối đa - xếp hạng liên quan.
Sự cần thiết của thiết kế nhiệt tốt trong giai đoạn thiết kế
Nếu thiết kế nhiệt không được thực hiện cẩn thận trong giai đoạn thiết kế và thực hiện các biện pháp tương ứng, các vấn đề do nhiệt có thể được phát hiện trong giai đoạn sản xuất thử hoặc ngay cả khi sản phẩm được đưa vào sản xuất hàng loạt.
Mặc dù vấn đề không chỉ giới hạn ở nhiệt độ, nhưng càng đến gần giai đoạn sản xuất hàng loạt, thời gian thực hiện các biện pháp đối phó càng nhiều, chi phí càng cao, thậm chí chậm giao sản phẩm, dẫn đến vấn đề lớn là bỏ lỡ cơ hội kinh doanh. Tình huống - tồi tệ nhất là vấn đề chỉ xảy ra trên thị trường, dẫn đến việc thu hồi và các vấn đề về tín dụng. Mặc dù chúng ta không muốn hình dung các vấn đề do nhiệt gây ra, nhưng việc xử lý nhiệt không đúng cách rất dễ gây ra khói, lửa, thậm chí hỏa hoạn và các vấn đề an toàn cá nhân khác. Do đó, thiết kế nhiệt về cơ bản là rất quan trọng. Vì vậy, cần phải làm tốt công tác thiết kế nhiệt ngay từ đầu.
Thiết kế nhiệt ngày càng trở nên quan trọng hơn
Trong những năm gần đây, đối với các thiết bị điện tử, các yêu cầu về thu nhỏ và hiệu suất cao đã trở nên tự nhiên, và do đó, việc tích hợp thêm đã được thúc đẩy. Cụ thể, số lượng linh kiện lớn hơn, mật độ gắn trên bảng mạch cao hơn và kích thước vỏ máy nhỏ hơn. Kết quả là mật độ sinh nhiệt tăng lên đáng kể.
Điều đầu tiên có thể nhận ra là với sự thay đổi của xu hướng phát triển công nghệ, thiết kế nhiệt trở nên khắt khe hơn bao giờ hết. Như đã đề cập ở trên, thiết bị không chỉ ngày càng yêu cầu" thu nhỏ" và" hiệu suất cao" của các thành phần, nhưng cũng đòi hỏi" tính linh hoạt trong thiết kế" ;, vì vậy các biện pháp đối phó nhiệt (các biện pháp tản nhiệt) đã trở thành một vấn đề lớn. Khi thiết kế nhiệt giúp cải thiện độ tin cậy, an toàn của thiết bị và giảm chi phí tổng thể, nó ngày càng trở nên quan trọng hơn.
