Thiết kế nhiệt của linh kiện bán dẫn trong thiết bị điện tử
Trong thiết kế các thiết bị điện tử, luôn cần phải giải quyết các vấn đề như thu nhỏ, hiệu quả và EMC (tương thích điện từ). Trong những năm gần đây, các biện pháp đối phó nhiệt đối với các linh kiện bán dẫn ngày càng được coi trọng và thiết kế nhiệt của các linh kiện bán dẫn đã trở thành một chủ đề mới. Do liên quan đến hiệu suất, độ tin cậy và độ an toàn của các bộ phận và thiết bị, “nhiệt” luôn là một trong những dự án nghiên cứu quan trọng.
Các thành phần bán dẫn chỉ định giá trị định mức tối đa tuyệt đối Tjmax của nhiệt độ chip bên trong gói, đó là nhiệt độ điểm nối. Trong quá trình thiết kế, cần nghiên cứu sự 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 thành phần bán dẫn để xác nhận xem Tjmax có bị vượt quá hay không. Nếu có thể vượt quá Tjmax thì cần thực hiện các biện pháp giảm tổn thất hoặc tản nhiệt để giữ Tjmax trong phạm vi định mức tối đa. Nói tóm lại, đây là thiết kế nhiệt.
Đối với các thiết bị điện tử, yêu cầu thu nhỏ và hiệu suất cao đã trở nên tự nhiên, do đó thúc đẩy sự tích hợp hơn nữa. Cụ thể, nó được biểu hiện ở số lượng linh kiện cao hơn, mật độ lắp đặt trên bảng mạch cao hơn và kích thước vỏ nhỏ hơn. Kết quả là mật độ nhiệt tăng lên đáng kể. Thiết kế nhiệt ngày càng trở nên quan trọng vì nó giúp cải thiện độ tin cậy, an toàn của thiết bị và giảm chi phí tổng thể.
Nếu thiết kế nhiệt không được thực hiện cẩn thận và các biện pháp tương ứng không được thực hiện trong giai đoạn thiết kế thì các vấn đề do nhiệt gây ra có thể được phát hiện trong giai đoạn sản xuất thử sản phẩm hoặc thậm chí trước khi sản xuất hàng loạt. Mặc dù chúng ta có thể không muốn tưởng tượng những vấn đề do nhiệt gây ra nhưng việc xử lý nhiệt không đúng cách có thể dễ dàng dẫn đến các vấn đề liên quan đến an toàn cá nhân như khói, lửa và thậm chí là hỏa hoạn. Vì vậy, thiết kế nhiệt về cơ bản là rất quan trọng. Vì vậy, cần thực hiện thiết kế nhiệt một cách hiệu quả ngay từ giai đoạn đầu.
