Elektroonikaseadmete pooljuhtkomponentide termiline projekteerimine
Mis on soojusdisain?
Elektroonikaseadmete projekteerimisel on alati olnud vaja lahendada miniaturiseerimise, kõrge efektiivsuse, EMC (elektromagnetiline ühilduvus) jms probleeme. Viimastel aastatel on pooljuhtkomponentide termilistele vastumeetmetele üha rohkem tähelepanu pööratud ning Pooljuhtkomponentide termiline projekteerimine on muutunud uueks teemaks. Kuna"kuum" mis hõlmab komponentide ja seadmete jõudlust, töökindlust ja ohutust, on see alati olnud üks olulisi uurimisprojekte. Viimastel aastatel on elektroonikaseadmetele esitatavad nõuded muutunud, mistõttu tuleb varasemad meetodid uuesti - üle vaadata.
Jaotises &; Elektrooniliste seadmete pooljuhtkomponentide soojusdisain" põhimõtteliselt käsitleme termodisainiga seotud teemasid pooljuhttoodete, näiteks elektroonikaseadmetes kasutatavate IC-de ja transistorite eeldusel.
Pooljuhtkomponendid määravad kiibi temperatuuri pakendi sees, st ristmiku (ühenduskoha) temperatuuri absoluutse maksimumväärtuse Tjmax. Projekteerimisel on vaja läbi viia soojuse tekke ja ümbritseva õhu temperatuuri uuringud, et toote ühendustemperatuur ei ületaks Tjmax. Seetõttu tehakse kõigi pooljuhtkomponentide kohta soojusarvutused, mida kasutatakse, et kontrollida, kas Tjmax on ületatud. Kui Tjmax on võimalik ületada, võtke kasutusele meetmed kadude või soojuse hajumise vähendamiseks, et hoida Tjmax maksimaalse nimiväärtuse vahemikus. Lühidalt öeldes on see termiline disain.
Loomulikult ei kasutata elektroonikaseadmetes mitte ainult pooljuhttooteid, vaid ka erinevaid komponente, nagu kondensaatorid, takistid ja mootorid, ning igal komponendil on temperatuuri ja energiatarbimisega seotud absoluutsed maksimumhinnangud. Seetõttu ei tohi tegeliku konstruktsiooni korral kõigi seadme osade koostis ületada maksimaalset temperatuuri - seotud hinnanguid.
Hea soojusprojekti vajadus projekteerimisetapis
Kui projekteerimisetapis termoprojekteerimist hoolikalt läbi ei viida ja vastavaid meetmeid rakendatakse, võib kuumusest tingitud probleeme avastada katsetootmise etapis või isegi toote masstootmisse laskmisel.
Kuigi probleem ei piirdu ainult soojusega, mida lähemale masstootmise etapile, seda rohkem aega kulub vastumeetmete võtmiseks, seda kõrgemad on kulud ja isegi viivitused toodete tarnimisel, mis toob kaasa suure probleemi ärivõimaluste puudumisest. Halvim - stsenaarium on see, et probleem ilmneb ainult turul, mis põhjustab tagasikutsumisi ja krediidiprobleeme. Kuigi me ei taha ette kujutada kuumusest põhjustatud probleeme, põhjustab vale kuumtöötlemine suure tõenäosusega suitsu, tulekahju ja isegi tulekahjusid ja muid isikliku turvalisusega seotud probleeme. Seetõttu on soojuslik disain põhimõtteliselt väga oluline. Seetõttu on vaja algusest peale teha head tööd termoprojekteerimisega.
Soojuskujundus muutub üha olulisemaks
Viimastel aastatel on elektroonikaseadmete puhul muutunud loomulikuks nõuded miniatuursuse ja suure jõudlusega ning seega on edendatud edasist integratsiooni. Täpsemalt öeldes on komponentide arv suurem, paigaldustihedus trükkplaadil suurem ja korpuse suurus väiksem. Tulemuseks on soojuse genereerimise tiheduse märkimisväärne suurenemine.
Esimese asjana tuleb mõista, et tehnoloogiliste arengusuundade muutustega on soojusdisain muutunud rangemaks kui kunagi varem. Nagu eespool mainitud, ei vaja seadmed mitte ainult üha enam &; miniaturiseerimist" ja"kõrge jõudlus" komponentidest, kuid nõuab ka suurepärast"disaini paindlikkust", seega on termilised vastumeetmed (soojuse hajutamise meetmed) muutunud suureks probleemiks. Kuna termodisain aitab parandada seadmete töökindlust, ohutust ja vähendada üldkulusid, muutub see üha olulisemaks.
