Da bi izpolnili toplotne zahteve aplikacije, morajo načrtovalci primerjati toplotne značilnosti različnih vrst polprevodniških paketov.V tem članku Nexperia razpravlja o toplotnih poteh svojih paketov žične vezi in paketov čipov, tako da lahko oblikovalci izberejo ustreznejši paket.
Kako se doseže toplotna prevodnost v napravah, povezanih z žico
Primarni toplotni odvod v žično povezani napravi je od referenčne točke spoja do spajkalnih spojev na tiskanem vezju (PCB), kot je prikazano na sliki 1. Po preprostem algoritmu približevanja prvega reda je učinek sekundarne moči kanal porabe (prikazan na sliki) je pri izračunu toplotne upornosti zanemarljiv.
Toplotni kanali v žičnih napravah
Dvojni toplotno prevodni kanali v napravi SMD
Razlika med ohišjem SMD in ohišjem, povezanim z žico, glede odvajanja toplote je v tem, da se lahko toplota iz stičišča naprave odvaja po dveh različnih kanalih, tj. skozi okvir sponke.
Prenos toplote v paketu, vezanem na čipe
Opredelitev toplotne upornosti spoja na spajkalni spoj Rth (j-sp) je dodatno zapletena zaradi prisotnosti dveh referenčnih spajkalnih spojev.Te referenčne točke imajo lahko različne temperature, zaradi česar je toplotna upornost vzporedna mreža.
Nexperia uporablja isto metodologijo za pridobivanje vrednosti Rth(j-sp) tako za naprave, ki so povezane s čipom, kot za naprave, ki so spajkane z žico.Ta vrednost označuje glavno toplotno pot od čipa do vodilnega okvirja do spajkalnih spojev, zaradi česar so vrednosti za naprave, povezane s čipom, podobne vrednostim za žično spajkane naprave v podobni postavitvi PCB.Vendar pa drugi kanal ni v celoti izkoriščen pri pridobivanju vrednosti Rth(j-sp), zato je skupni toplotni potencial naprave običajno višji.
Pravzaprav daje drugi kritični kanal hladilnega telesa oblikovalcem možnost, da izboljšajo zasnovo PCB.Na primer, za žično spajkano napravo se lahko toplota odvaja samo skozi en kanal (večina toplote diode se odvaja skozi katodni zatič);pri napravi s sponko se lahko toplota odvaja na obeh terminalih.
Simulacija toplotne učinkovitosti polprevodniških naprav
Simulacijski poskusi so pokazali, da je toplotno zmogljivost mogoče znatno izboljšati, če imajo vsi terminali naprav na tiskanem vezju toplotne poti.Na primer, v diodi PMEG6030ELP, zapakirani s CFP5 (slika 3), se 35 % toplote prenese na anodne zatiče prek bakrenih sponk, 65 % pa se prenese na katodne zatiče skozi vodilne okvirje.
Pakirana dioda CFP5
»Simulacijski poskusi so potrdili, da je razdelitev hladilnega telesa na dva dela (kot je prikazano na sliki 4) bolj ugodna za odvajanje toplote.
Če 1 cm² velik hladilnik razdelimo na dva 0,5 cm² hladilnika, nameščena pod vsakim od obeh terminalov, se količina moči, ki jo lahko odvaja dioda pri isti temperaturi, poveča za 6 %.
Dva hladilnika velikosti 3 cm² povečata disipacijo moči za približno 20 odstotkov v primerjavi s standardno zasnovo hladilnika ali hladilnikom velikosti 6 cm², pritrjenim samo na katodo.«
Rezultati toplotne simulacije s toplotnimi odvodi na različnih območjih in lokacijah plošč
Nexperia pomaga oblikovalcem pri izbiri paketov, ki bolje ustrezajo njihovim aplikacijam
Nekateri proizvajalci polprevodniških naprav oblikovalcem ne zagotovijo potrebnih informacij, da bi ugotovili, katera vrsta ohišja bo zagotovila boljšo toplotno zmogljivost za njihovo aplikacijo.V tem članku Nexperia opisuje toplotne poti v svojih napravah, povezanih z žico in čipom, da bi oblikovalcem pomagala sprejemati boljše odločitve za njihove aplikacije.
Hitra dejstva o NeoDen
① Ustanovljen leta 2010, 200+ zaposlenih, 8000+ kvadratnih metrov.tovarna
② Izdelki NeoDen: Smart series PNP stroj, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, reflow pečica IN6, IN12, tiskalnik spajkalne paste FP2636, PM3040
③ Uspešnih 10000+ strank po vsem svetu
④ Več kot 30 globalnih agentov v Aziji, Evropi, Ameriki, Oceaniji in Afriki
⑤ Center za raziskave in razvoj: 3 oddelki za raziskave in razvoj s 25+ poklicnimi inženirji za raziskave in razvoj
⑥ Uvrščeno na seznam CE in ima več kot 50 patentov
⑦ 30+ inženirjev za nadzor kakovosti in tehnične podpore, 15+ višjih mednarodnih prodajalcev, pravočasen odziv strank v 8 urah, zagotavljanje profesionalnih rešitev v 24 urah
Čas objave: 13. septembra 2023