Термичен дизайн на полупроводникови компоненти в електронни устройства

При проектирането на електронни устройства винаги е било необходимо да се обръща внимание на въпроси като миниатюризация, ефективност и EMC (електромагнитна съвместимост). През последните години термичните противодействия за полупроводникови компоненти се оценяват все повече и термичното проектиране на полупроводникови компоненти се превърна в нова тема. Поради участието си в производителността, надеждността и безопасността на компонентите и оборудването, "топлината" винаги е била един от важните изследователски проекти.

Полупроводниковите компоненти определят абсолютната максимална номинална стойност Tjmax на температурата на чипа вътре в опаковката, която е температурата на свързване. По време на проектирането е необходимо да се проучат генерирането на топлина и температурата на околната среда, за да се гарантира, че температурата на свързване на продукта не надвишава Tjmax. Следователно ще бъдат извършени термични изчисления на всички полупроводникови компоненти, за да се потвърди дали Tjmax е превишен. Ако е възможно да се превиши Tjmax, трябва да се вземат мерки за намаляване на загубите или разсейване на топлината, за да се поддържа Tjmax в рамките на максималния номинален диапазон. Накратко, това е топлинен дизайн.

За електронните устройства изискванията за миниатюризация и висока производителност станаха естествени, като по този начин се насърчи по-нататъшната интеграция. По-конкретно, това се проявява като по-голям брой компоненти, по-висока инсталационна плътност на печатни платки и по-малък размер на корпуса. Резултатът е значително увеличаване на топлинната плътност. Термичният дизайн става все по-важен, тъй като помага за подобряване на надеждността на оборудването, безопасността и намаляване на общите разходи.

Ако термичният дизайн не е извършен внимателно и не са взети съответните мерки по време на фазата на проектиране, проблемите, причинени от топлината, могат да бъдат открити по време на фазата на пробно производство на продукта или дори преди масовото производство. Въпреки че може да не искаме да си представяме проблемите, причинени от топлината, неправилната топлинна обработка може лесно да доведе до проблеми, свързани с личната безопасност, като дим, огън и дори пожар. Следователно топлинният дизайн е фундаментално много важен. Следователно е необходимо ефективно да се извърши топлинен дизайн от началния етап.