За да отговорят на топлинните изисквания на дадено приложение, дизайнерите трябва да сравнят топлинните характеристики на различни типове полупроводникови пакети.В тази статия Nexperia обсъжда топлинните пътища на своите пакети за свързване на кабели и пакети за свързване на чипове, така че дизайнерите да могат да изберат по-подходящ пакет.
Как се постига топлопроводимост в устройства, свързани с тел
Първичният радиатор в свързаното с проводник устройство е от референтната точка на свързване до спойките на печатната платка (PCB), както е показано на фигура 1. Следвайки прост алгоритъм на приближение от първи ред, ефектът от вторичната мощност канал за потребление (показан на фигурата) е незначителен при изчисляването на топлинното съпротивление.
Термични канали в устройства, свързани с тел
Двойни канали за топлопроводимост в SMD устройство
Разликата между SMD пакет и кабелно свързан пакет по отношение на разсейването на топлината е, че топлината от кръстовището на устройството може да се разсейва по два различни канала, т.е. през водещата рамка (както в случая на кабелно свързаните пакети) и през рамката на клипса.
Пренос на топлина в пакет с чипове
Определянето на термичното съпротивление на съединението към спойката Rth (j-sp) е допълнително усложнено от наличието на две еталонни спойки.Тези референтни точки могат да имат различни температури, което води до това термичното съпротивление да бъде паралелна мрежа.
Nexperia използва същата методология за извличане на стойността на Rth(j-sp) както за устройства, свързани с чип, така и за запоени с кабел.Тази стойност характеризира основния термичен път от чипа до водещата рамка до спойките, което прави стойностите за устройствата, свързани с чип, подобни на стойностите за устройствата, споени с тел в подобно оформление на печатни платки.Вторият канал обаче не се използва напълно при извличане на стойността на Rth(j-sp), така че общият топлинен потенциал на устройството обикновено е по-висок.
Всъщност вторият критичен канал на радиатора дава възможност на дизайнерите да подобрят дизайна на печатната платка.Например, за запоено с тел устройство топлината може да се разсейва само през един канал (по-голямата част от топлината на диода се разсейва през катодния щифт);за устройство, свързано със скоба, топлината може да се разсейва и на двата терминала.
Симулация на топлинни характеристики на полупроводникови устройства
Симулационните експерименти показват, че топлинните характеристики могат да бъдат значително подобрени, ако всички клеми на устройството на PCB имат термични пътища.Например, в пакетирания с CFP5 диод PMEG6030ELP (Фигура 3), 35% от топлината се прехвърля към анодните щифтове през медните скоби и 65% се прехвърля към катодните щифтове през водещите рамки.
CFP5 опакован диод
„Симулационните експерименти потвърдиха, че разделянето на радиатора на две части (както е показано на фигура 4) е по-благоприятно за разсейване на топлината.
Ако радиатор от 1 cm² се раздели на два радиатора от 0,5 cm², поставени под всеки от двата терминала, количеството мощност, което може да бъде разсеяно от диода при същата температура, се увеличава с 6%.
Два радиатора от 3 cm² увеличават разсейването на мощността с около 20 процента в сравнение със стандартен дизайн на радиатор или радиатор от 6 cm², прикрепен само към катода.“
Резултати от термична симулация с радиатори в различни зони и местоположения на платката
Nexperia помага на дизайнерите да изберат пакети, които са по-подходящи за техните приложения
Някои производители на полупроводникови устройства не предоставят на проектантите необходимата информация, за да определят кой тип опаковка ще осигури по-добри топлинни характеристики за тяхното приложение.В тази статия Nexperia описва термичните пътеки в своите устройства, свързани с кабели и чипове, за да помогне на дизайнерите да вземат по-добри решения за своите приложения.
Кратки факти за NeoDen
① Създадена през 2010 г., 200+ служители, 8000+ кв.м.фабрика
② Продукти на NeoDen: Smart серия PNP машина, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, фурна за повторно оформяне IN6, IN12, принтер за паста за запояване FP2636, PM3040
③ Успешни 10 000+ клиенти по целия свят
④ 30+ глобални агенти, обхванати в Азия, Европа, Америка, Океания и Африка
⑤ Център за научноизследователска и развойна дейност: 3 отдела за научноизследователска и развойна дейност с 25+ професионални инженери за научноизследователска и развойна дейност
⑥ В списъка със CE и има над 50 патента
⑦ 30+ инженери за контрол на качеството и техническа поддръжка, 15+ старши международни продажби, навременен отговор на клиента в рамките на 8 часа, предоставяне на професионални решения в рамките на 24 часа
Време на публикуване: 13 септември 2023 г