Elektronik Cihazlardaki Yarı İletken Bileşenlerin Termal Tasarımı
Elektronik cihazların tasarımında minyatürleştirme, verimlilik ve EMC (elektromanyetik uyumluluk) gibi konuların ele alınması her zaman gerekli olmuştur. Son yıllarda, yarı iletken bileşenlere yönelik termal karşı önlemler giderek daha fazla değer kazanıyor ve yarı iletken bileşenlerin termal tasarımı yeni bir konu haline geldi. Bileşenlerin ve ekipmanların performansı, güvenilirliği ve güvenliği ile ilgili olması nedeniyle "ısı" her zaman önemli araştırma projelerinden biri olmuştur.
Yarı iletken bileşenler, bağlantı sıcaklığı olan paketin içindeki çip sıcaklığının mutlak maksimum nominal değeri Tjmax'ı belirtir. Tasarım sırasında ürünün bağlantı sıcaklığının Tjmax'ı aşmamasını sağlamak için ısı üretiminin ve ortam sıcaklığının incelenmesi gerekir. Bu nedenle, Tjmax'ın aşılıp aşılmadığını doğrulamak için tüm yarı iletken bileşenler üzerinde termal hesaplamalar yapılacaktır. Tjmax'ı aşmak mümkünse, Tjmax'ı maksimum nominal aralıkta tutmak için kayıpları azaltmak veya ısıyı dağıtmak için önlemler alınmalıdır. Kısaca termal tasarım budur.
Elektronik cihazlar için minyatürleştirme ve yüksek performans gereklilikleri doğal hale geldi ve böylece daha fazla entegrasyon teşvik edildi. Spesifik olarak, daha fazla sayıda bileşen, devre kartlarında daha yüksek kurulum yoğunluğu ve daha küçük kabuk boyutu olarak kendini gösterir. Sonuç, ısı yoğunluğunda önemli bir artıştır. Ekipmanın güvenilirliğini ve emniyetini artırmaya ve genel maliyetleri azaltmaya yardımcı olduğundan termal tasarım giderek daha önemli hale geliyor.
Tasarım aşamasında ısıl tasarım dikkatli bir şekilde yapılmazsa ve buna yönelik önlemler alınmazsa, ürün deneme üretim aşamasında, hatta seri üretim öncesinde ısıdan kaynaklanan sorunlar fark edilebilir. Isının neden olduğu sorunları hayal etmek istemesek de yanlış ısıl işlem kolaylıkla duman, yangın ve hatta yangın gibi kişisel güvenliği ilgilendiren sorunlara yol açabilir. Bu nedenle termal tasarım temelde çok önemlidir. Bu nedenle termal tasarımın başlangıç aşamasından itibaren etkin bir şekilde yürütülmesi gerekmektedir.
