Tepelný návrh polovodičových součástek v elektronických zařízeních
Co je tepelný design?
Při návrhu elektronických zařízení bylo vždy nutné řešit problémy miniaturizace, vysoké účinnosti, EMC (elektromagnetické kompatibility) atd. V posledních letech byla tepelná protiopatření polovodičových součástek věnována stále větší pozornost a tepelný design polovodičových součástek se stal novým předmětem. Vzhledem k tomu, že "horký" zahrnuje výkon, spolehlivost a bezpečnost komponentů a zařízení, byl vždy jedním z důležitých výzkumných projektů. V posledních letech se požadavky na elektronická zařízení změnily, takže je nutné přezkoumat minulé metody.
V "Tepelném návrhu polovodičových součástek v elektronických zařízeních" budeme v zásadě diskutovat o tématech souvisejících s tepelným designem na základě polovodičových výrobků, jako jsou integrované obvody a tranzistory používané v elektronických zařízeních.
Polovodičové součástky určují teplotu čipu uvnitř obalu, tj. Absolutní maximální jmenovité hodnoty Tjmax teploty přechodu (spoje). Při navrhování je nutné provést výzkum výroby tepla a okolní teploty, aby se zajistilo, že teplota přechodu výrobku nepřekročí Tjmax. Proto budou provedeny tepelné výpočty na všech polovodičových součástkách, které budou použity k potvrzení, zda je překročen Tjmax. Pokud je možné překročit Tjmax, přijměte opatření ke snížení ztrát nebo odvodu tepla, abyste udrželi Tjmax v rozmezí maximální jmenovité hodnoty. Stručně řečeno, jedná se o tepelný design.
Samozřejmě, že v elektronických zařízeních se používají nejen polovodičové výrobky, ale také různé součásti, jako jsou kondenzátory, rezistory a motory, a každá součást má absolutní maximální jmenovité hodnoty související s teplotou a spotřebou energie. Proto ve skutečném návrhu, složení Všechny části zařízení nesmí překročit maximální teplotní hodnoty.
Potřeba dobrého tepelného designu ve fázi návrhu
Pokud není tepelný návrh pečlivě proveden ve fázi návrhu a jsou přijata odpovídající opatření, mohou být problémy způsobené teplem zjištěny ve fázi zkušební výroby nebo dokonce při hromadné výrobě výrobku.
Ačkoli se problém neomezuje pouze na teplo, čím blíže k fázi hromadné výroby, tím více času trvá přijetí protiopatření, tím vyšší jsou náklady a dokonce i zpoždění při dodávkách produktů, což vede k velkému problému chybějících obchodních příležitostí. Nejhorším scénářem je, že problém se vyskytuje pouze na trhu, což vede ke stažení z trhu a úvěrovým problémům. Ačkoli nejsme ochotni si představit problémy způsobené teplem, nesprávné tepelné zpracování velmi pravděpodobně způsobí kouř, oheň a dokonce i požáry a další osobní bezpečnostní problémy. Proto je tepelný design zásadně velmi důležitý. Proto je nutné od začátku odvést dobrou práci tepelného designu.
Tepelný design je stále důležitější
V posledních letech se u elektronických zařízení staly požadavky na miniaturizaci a vysoký výkon přirozenými, a proto byla podpořena další integrace. Konkrétně řečeno, počet komponent je větší, hustota montáže na desce plošných spojů je vyšší a velikost pouzdra je menší. Výsledkem je výrazné zvýšení hustoty výroby tepla.
První věc, kterou je třeba si uvědomit, je, že se změnami trendů technologického vývoje se tepelný design stal přísnějším než kdy jindy. Jak bylo uvedeno výše, zařízení nejen vyžaduje stále více "miniaturizace" a "vysoký výkon" komponent, ale také vyžaduje vynikající "flexibilitu designu", takže tepelná protiopatření (opatření pro odvod tepla) se stala velkým problémem. Vzhledem k tomu, že tepelný design pomáhá zlepšit spolehlivost zařízení, bezpečnost a snížit celkové náklady, je stále důležitější.
