Na splnenie tepelných požiadaviek aplikácie musia dizajnéri porovnať tepelné charakteristiky rôznych typov polovodičových puzdier.V tomto článku sa Nexperia zaoberá tepelnými cestami svojich obalov s drôtenými spojmi a obalov čipových spojov, aby si dizajnéri mohli vybrať vhodnejší obal.
Ako sa dosahuje tepelná vodivosť v zariadeniach viazaných drôtom
Primárny chladič v zariadení viazanom drôtom je od referenčného bodu spoja po spájkované spoje na doske s plošnými spojmi (PCB), ako je znázornené na obrázku 1. Podľa jednoduchého algoritmu aproximácie prvého rádu sa účinok sekundárneho výkonu odberný kanál (znázornený na obrázku) je pri výpočte tepelného odporu zanedbateľný.
Tepelné kanály v drôtovo viazaných zariadeniach
Dvojité kanály tepelnej vodivosti v zariadení SMD
Rozdiel medzi obalom SMD a obalom spájaným drôtom z hľadiska odvodu tepla je v tom, že teplo zo spoja zariadenia môže byť odvádzané dvoma rôznymi kanálmi, tj cez vodiaci rám (ako v prípade obalov spájaných drôtom) a cez klip rám.
Prenos tepla v obale s čipom
Definícia tepelného odporu spoja k spájkovanému spoju Rth (j-sp) je ďalej komplikovaná prítomnosťou dvoch referenčných spájkovaných spojov.Tieto referenčné body môžu mať rôzne teploty, čo spôsobí, že tepelný odpor je paralelná sieť.
Nexperia používa rovnakú metodiku na extrakciu hodnoty Rth (j-sp) pre zariadenia spájané čipom aj drôtom spájkované.Táto hodnota charakterizuje hlavnú tepelnú cestu od čipu k olovenému rámu k spájkovaným spojom, čím sa hodnoty pre zariadenia s čipom podobajú hodnotám pre zariadenia spájkované drôtom v podobnom rozložení PCB.Druhý kanál však nie je plne využitý pri extrakcii hodnoty Rth(j-sp), takže celkový tepelný potenciál zariadenia je zvyčajne vyšší.
V skutočnosti druhý kritický kanál chladiča dáva dizajnérom príležitosť vylepšiť dizajn PCB.Napríklad v prípade zariadenia spájkovaného drôtom môže byť teplo odvádzané iba jedným kanálom (väčšina tepla diódy je rozptýlená cez katódový kolík);v prípade zariadenia spojeného s klipom môže byť teplo odvádzané na oboch svorkách.
Simulácia tepelného výkonu polovodičových zariadení
Simulačné experimenty ukázali, že tepelný výkon možno výrazne zlepšiť, ak všetky terminály zariadenia na doske plošných spojov majú tepelné cesty.Napríklad v dióde PMEG6030ELP zabalenej v CFP5 (obrázok 3) sa 35 % tepla prenáša na anódové kolíky cez medené svorky a 65 % sa prenáša na katódové kolíky cez olovené rámy.
CFP5 zabalená dióda
„Simulačné experimenty potvrdili, že rozdelenie chladiča na dve časti (ako je znázornené na obrázku 4) je vhodnejšie pre rozptyl tepla.
Ak je chladič s plochou 1 cm² rozdelený na dva chladiče s plochou 0,5 cm² umiestnené pod každým z dvoch vývodov, množstvo energie, ktorú môže dióda rozptýliť pri rovnakej teplote, sa zvýši o 6 %.
Dva 3 cm² chladiče zvyšujú stratový výkon asi o 20 percent v porovnaní so štandardným dizajnom chladiča alebo 6 cm² chladiča pripevneného iba na katóde.
Výsledky tepelnej simulácie s chladičmi v rôznych oblastiach a miestach na tabuliach
Nexperia pomáha dizajnérom vybrať balíčky, ktoré budú lepšie vyhovovať ich aplikáciám
Niektorí výrobcovia polovodičových zariadení neposkytujú dizajnérom potrebné informácie, aby určili, ktorý typ puzdra poskytne lepší tepelný výkon pre ich aplikáciu.V tomto článku Nexperia popisuje tepelné cesty vo svojich zariadeniach viazaných drôtmi a čipmi, aby pomohla dizajnérom robiť lepšie rozhodnutia pre ich aplikácie.
Rýchle fakty o NeoDene
① Založená v roku 2010, 200+ zamestnancov, 8000+ m2.továreň
② Produkty NeoDen: Stroj PNP Smart série, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, pretavovacia pec IN6, IN12, tlačiareň spájkovacej pasty FP2636, PM3040
③ Úspešných 10 000+ zákazníkov po celom svete
④ 30+ globálnych agentov pokrytých v Ázii, Európe, Amerike, Oceánii a Afrike
⑤ Centrum výskumu a vývoja: 3 oddelenia výskumu a vývoja s viac ako 25 profesionálnymi inžiniermi výskumu a vývoja
⑥ Zaradené do CE a získalo viac ako 50 patentov
⑦ 30+ inžinierov kontroly kvality a technickej podpory, 15+ vedúcich medzinárodných predajov, včasná odpoveď zákazníkov do 8 hodín, profesionálne riešenia poskytujúce do 24 hodín
Čas odoslania: 13. septembra 2023