Elektronik ekipmanlarda yarı iletken bileşenlerin termal tasarımı
Termal tasarım nedir?
Elektronik ekipmanın tasarımında, minyatürleştirme, yüksek verimlilik, EMC (elektromanyetik uyumluluk) vb. Son yıllarda, yarı iletken bileşenlerin termal karşı önlemlerine giderek daha fazla dikkat edildi ve yarı iletken bileşenlerin termal tasarımı yeni bir Konu haline geldi. "Sıcak" bileşen ve ekipmanların performansını, güvenilirliğini ve güvenliğini içerdiğinden, her zaman önemli araştırma projelerinden biri olmuştur. Son yıllarda, elektronik ekipman gereksinimleri değişti, bu nedenle geçmiş yöntemleri yeniden gözden geçirmek gerekiyor.
"Elektronik Ekipmanda Yarı İletken Bileşenlerin Termal Tasarımı"nda, prensip olarak, elektronik ekipmanlarda kullanılan IC'ler ve transistörler gibi yarı iletken ürünler öncülünde termal tasarımla ilgili konuları tartışacağız.
Yarı iletken bileşenler, paketin içindeki talaş sıcaklığını, yani bağlantı (eklem) sıcaklığının mutlak maksimum derecelendirme Tjmax'ını belirtir. Tasarım yaparken, ürünün bağlantı sıcaklığının Tjmax'ı aşmadığından emin olmak için ısı üretimi ve ortam sıcaklığı üzerinde araştırma yapmak gerekir. Bu nedenle, Tjmax'ın aşılıp aşılmadığını doğrulamak için kullanılacak tüm yarı iletken bileşenler üzerinde termal hesaplamalar yapılacaktır. Tjmax'ı aşmak mümkünse, Tjmax'ı maksimum nominal değer aralığında tutmak için kaybı veya ısı dağılımını azaltmak için önlemler alın. Kısacası, bu termal tasarımdır.
Tabii ki, elektronik ekipmanlarda sadece yarı iletken ürünler değil, kapasitörler, dirençler ve motorlar gibi çeşitli bileşenler de kullanılır ve her bileşen sıcaklık ve güç tüketimi ile ilgili mutlak maksimum değerlere sahiptir. Bu nedenle, gerçek tasarımda, bileşim Ekipmanın tüm parçaları sıcaklıkla ilgili maksimum derecelendirmeleri aşmamalıdır.
Tasarım aşamasında iyi termal tasarım ihtiyacı
Termal tasarım tasarım aşamasında dikkatli bir şekilde yapılmaz ve ilgili önlemler alınırsa, deneme üretim aşamasında veya hatta ürün seri üretime geçtiğinde ısıdan kaynaklanan sorunlar keşfedilebilir.
Sorun sadece ısı ile sınırlı olmasa da, seri üretim aşamasına ne kadar yakın olursa, karşı önlemler almak için ne kadar çok zaman geçerse, maliyet o kadar yüksek olur ve hatta ürün teslimatındaki gecikmeler, iş fırsatlarını kaçırma sorununa yol ırz eder. En kötü senaryo, sorunun sadece piyasada ortaya çıkması ve geri çağırmalara ve kredi sorunlarına yol açtı. Isıdan kaynaklanan sorunları hayal etmek istemesek de, yanlış ısı tedavisinin duman, yangın ve hatta yangınlara ve diğer kişisel güvenlik sorunlarına neden olma olasılığı çok yüksektir. Bu nedenle, termal tasarım temelde çok önemlidir. Bu nedenle, termal tasarımın en başından iyi bir iş çıkarmak gerekir.
Termal tasarım giderek daha önemli hale geliyor
Son yıllarda, elektronik cihazlar için minyatürleştirme ve yüksek performans gereksinimleri doğal hale geldi ve böylece daha fazla entegrasyon teşvik edildi. Özellikle konuşursak, bileşenlerin sayısı daha büyüktür, devre kartındaki montaj yoğunluğu daha yüksektir ve gövde boyutu daha küçüktür. Sonuç, ısı üretim yoğunluğunda önemli bir artıştır.
Fark etmesi gereken ilk şey, teknolojik gelişim trendlerindeki değişikliklerle termal tasarımın her zamankinden daha sıkı hale geldiğidir. Yukarıda belirtildiği gibi, ekipman sadece bileşenlerin giderek daha fazla "minyatürleştirilmesini" ve "yüksek performansını" gerektirmekle kalmaz, aynı zamanda mükemmel "tasarım esnekliği" gerektirir, bu nedenle termal karşı önlemler (ısı dağılımı önlemleri) büyük bir sorun haline gelmiştir. Termal tasarım ekipman güvenilirliğini, güvenliğini artırmaya ve genel maliyetleri azaltmaya yardımcı olduğundan, giderek daha önemli hale gelmektedir.
