Projektowanie termiczne elementów półprzewodnikowych w urządzeniach elektronicznych
Przy projektowaniu urządzeń elektronicznych zawsze konieczne było uwzględnienie takich kwestii, jak miniaturyzacja, wydajność i EMC (kompatybilność elektromagnetyczna). W ostatnich latach coraz bardziej ceni się zabezpieczenia termiczne elementów półprzewodnikowych, a projektowanie termiczne elementów półprzewodnikowych stało się nowym tematem. Ze względu na swoje zaangażowanie w wydajność, niezawodność i bezpieczeństwo komponentów i sprzętu, „ciepło” zawsze było jednym z ważnych projektów badawczych.
Elementy półprzewodnikowe określają bezwzględną maksymalną wartość znamionową Tjmax temperatury chipa wewnątrz opakowania, czyli temperaturę złącza. Podczas projektowania należy zbadać wytwarzanie ciepła i temperaturę otoczenia, aby upewnić się, że temperatura złącza produktu nie przekracza Tjmax. Dlatego na wszystkich elementach półprzewodnikowych zostaną wykonane obliczenia termiczne, aby potwierdzić, czy Tjmax zostało przekroczone. Jeżeli możliwe jest przekroczenie Tjmax, należy podjąć środki w celu zmniejszenia strat lub rozproszenia ciepła, aby utrzymać Tjmax w maksymalnym zakresie znamionowym. Krótko mówiąc, jest to konstrukcja termiczna.
W przypadku urządzeń elektronicznych wymagania dotyczące miniaturyzacji i wysokiej wydajności stały się naturalne, co sprzyja dalszej integracji. W szczególności objawia się to większą liczbą komponentów, większą gęstością instalacji na płytkach drukowanych i mniejszym rozmiarem obudowy. Rezultatem jest znaczny wzrost gęstości ciepła. Projektowanie termiczne staje się coraz ważniejsze, ponieważ pomaga poprawić niezawodność i bezpieczeństwo sprzętu oraz obniżyć koszty ogólne.
Jeżeli projekt termiczny nie zostanie starannie przeprowadzony i nie zostaną podjęte odpowiednie środki na etapie projektowania, problemy spowodowane ciepłem mogą zostać wykryte w fazie produkcji próbnej produktu lub nawet przed produkcją masową. Chociaż możemy nie chcieć sobie wyobrazić problemów powodowanych przez ciepło, niewłaściwa obróbka cieplna może łatwo prowadzić do problemów związanych z bezpieczeństwem osobistym, takich jak dym, ogień, a nawet pożar. Dlatego projekt termiczny jest zasadniczo bardzo ważny. Dlatego konieczne jest skuteczne przeprowadzenie projektu termicznego już na etapie początkowym.
