Termisk design av halvledarkomponenter i elektroniska enheter

Vid utformningen av elektroniska enheter har det alltid varit nödvändigt att ta itu med frågor som miniatyrisering, effektivitet och EMC (elektromagnetisk kompatibilitet). Under de senaste åren har termiska motåtgärder för halvledarkomponenter blivit alltmer värderade, och termisk design av halvledarkomponenter har blivit ett nytt ämne. På grund av dess engagemang i prestanda, tillförlitlighet och säkerhet för komponenter och utrustning, har "värme" alltid varit ett av de viktiga forskningsprojekten.

Halvledarkomponenter anger det absoluta maximala nominella värdet Tjmax för chiptemperaturen inuti paketet, vilket är kopplingstemperaturen. Under konstruktionen är det nödvändigt att studera värmeutvecklingen och omgivningstemperaturen för att säkerställa att produktens korsningstemperatur inte överstiger Tjmax. Därför kommer termiska beräkningar att utföras på alla halvledarkomponenter för att bekräfta om Tjmax har överskridits. Om det är möjligt att överskrida Tjmax, bör åtgärder vidtas för att minska förluster eller avleda värme för att hålla Tjmax inom det maximala nominella området. Kort sagt, detta är termisk design.

För elektroniska enheter har kraven på miniatyrisering och hög prestanda blivit naturliga, vilket främjar ytterligare integration. Specifikt manifesteras det som ett högre antal komponenter, högre installationstäthet på kretskort och mindre skalstorlek. Resultatet är en betydande ökning av värmedensiteten. Termisk design blir allt viktigare eftersom det hjälper till att förbättra utrustningens tillförlitlighet, säkerhet och minska de totala kostnaderna.

Om den termiska konstruktionen inte är noggrant utförd och motsvarande åtgärder inte vidtas under konstruktionsfasen, kan problem orsakade av värme upptäckas under produktförsöksproduktionsfasen eller till och med före massproduktion. Även om vi kanske inte vill föreställa oss problemen som orsakas av värme, kan felaktig värmebehandling lätt leda till problem relaterade till personlig säkerhet som rök, brand och till och med brand. Därför är termisk design i grunden mycket viktig. Därför är det nödvändigt att effektivt utföra termisk design från början.