Kako bi zadovoljili toplinske zahtjeve aplikacije, dizajneri moraju usporediti toplinske karakteristike različitih tipova paketa poluvodiča.U ovom članku Nexperia raspravlja o toplinskim putevima svojih paketa za spajanje žice i paketa za spajanje čipova kako bi dizajneri mogli odabrati prikladniji paket.
Kako se postiže toplinska vodljivost u uređajima spojenim žicom
Primarni hladnjak u žičano spojenom uređaju je od referentne točke spoja do lemljenih spojeva na tiskanoj ploči (PCB), kao što je prikazano na slici 1. Slijedeći jednostavan algoritam aproksimacije prvog reda, učinak sekundarne snage kanal potrošnje (prikazan na slici) je zanemariv u proračunu toplinskog otpora.
Toplinski kanali u uređajima spojenim žicom
Dvostruki kanali toplinske vodljivosti u SMD uređaju
Razlika između SMD paketa i paketa spojenih žicom u smislu odvođenja topline je u tome što se toplina sa spoja uređaja može raspršiti duž dva različita kanala, tj. kroz okvir (kao u slučaju paketa spojenih žicom) i kroz okvir klipa.
Prijenos topline u paketu s čipom
Definicija toplinskog otpora spoja prema lemljenom spoju Rth (j-sp) dodatno je komplicirana prisutnošću dva referentna lemljena spoja.Ove referentne točke mogu imati različite temperature, uzrokujući da toplinski otpor bude paralelna mreža.
Nexperia koristi istu metodologiju za izdvajanje vrijednosti Rth(j-sp) za uređaje vezane na čip i lemljene žicom.Ova vrijednost karakterizira glavni toplinski put od čipa do okvira do lemljenih spojeva, čineći vrijednosti za uređaje povezane s čipom sličnim vrijednostima za uređaje zalemljene žicom u sličnom rasporedu PCB-a.Međutim, drugi kanal nije u potpunosti iskorišten prilikom izvlačenja vrijednosti Rth(j-sp), tako da je ukupni toplinski potencijal uređaja obično veći.
Zapravo, drugi kritični kanal hladnjaka daje dizajnerima priliku da poboljšaju dizajn PCB-a.Na primjer, za uređaj zalemljen žicom, toplina se može odvoditi samo kroz jedan kanal (većina topline diode odvodi se kroz katodnu iglu);za uređaj spojen spojnicom, toplina se može odvoditi na oba terminala.
Simulacija toplinske izvedbe poluvodičkih elemenata
Simulacijski eksperimenti su pokazali da se toplinska izvedba može značajno poboljšati ako svi terminali uređaja na PCB-u imaju toplinske putove.Na primjer, u PMEG6030ELP diodi pakiranoj s CFP5 (Slika 3), 35% topline prenosi se na anodne igle kroz bakrene stezaljke, a 65% se prenosi na katodne igle kroz okvire odvodnika.
CFP5 pakirana dioda
„Simulacijski eksperimenti potvrdili su da je dijeljenje hladnjaka na dva dijela (kao što je prikazano na slici 4) pogodnije za odvođenje topline.
Ako se hladnjak od 1 cm² podijeli na dva hladnjaka od 0,5 cm² postavljena ispod svakog od dva terminala, količina energije koju može raspršiti dioda pri istoj temperaturi povećava se za 6%.
Dva hladnjaka od 3 cm² povećavaju rasipanje snage za oko 20 posto u usporedbi sa standardnim dizajnom hladnjaka ili hladnjakom od 6 cm² koji je pričvršćen samo na katodu.”
Rezultati toplinske simulacije s hladnjakom u različitim područjima i na različitim lokacijama ploče
Nexperia pomaže dizajnerima odabrati pakete koji bolje odgovaraju njihovim aplikacijama
Neki proizvođači poluvodičkih uređaja dizajnerima ne daju potrebne informacije kako bi odredili koja će vrsta paketa pružiti bolju toplinsku izvedbu za njihovu primjenu.U ovom članku Nexperia opisuje toplinske putove u svojim uređajima povezanim žicom i čipom kako bi dizajnerima pomogla u donošenju boljih odluka za njihove primjene.
Kratke činjenice o NeoDenu
① Osnovano 2010., 200+ zaposlenika, 8000+ m².tvornica
② NeoDen proizvodi: Smart serija PNP stroja, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, reflow pećnica IN6, IN12, pisač paste za lemljenje FP2636, PM3040
③ Uspješnih 10000+ kupaca diljem svijeta
④ 30+ globalnih agenata pokrivenih u Aziji, Europi, Americi, Oceaniji i Africi
⑤ Centar za istraživanje i razvoj: 3 odjela za istraživanje i razvoj s 25+ profesionalnih inženjera za istraživanje i razvoj
⑥ Na popisu CE i dobio više od 50 patenata
⑦ 30+ inženjera za kontrolu kvalitete i tehničke podrške, 15+ viših međunarodnih prodavača, pravodobno odgovaranje kupaca u roku od 8 sati, pružanje profesionalnih rješenja u roku od 24 sata
Vrijeme objave: 13. rujna 2023