چگونه یک بسته نیمه هادی انتخاب کنیم؟

برای برآوردن نیازهای حرارتی یک برنامه، طراحان باید ویژگی های حرارتی انواع مختلف بسته های نیمه هادی را با هم مقایسه کنند.Nexperia در این مقاله به بررسی مسیرهای حرارتی بسته های باند سیم و بسته های باند تراشه ای خود می پردازد تا طراحان بتوانند بسته مناسب تری را انتخاب کنند.

چگونه رسانایی حرارتی در دستگاه های متصل به سیم به دست می آید

سینک حرارتی اولیه در یک دستگاه متصل به سیم، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، از نقطه مرجع اتصال به اتصالات لحیم کاری روی برد مدار چاپی (PCB) است. به دنبال یک الگوریتم ساده تقریب مرتبه اول، اثر توان ثانویه کانال مصرف (نشان داده شده در شکل) در محاسبه مقاومت حرارتی ناچیز است.

کانال های حرارتی در دستگاه های متصل به سیم

دو کانال هدایت حرارتی در دستگاه SMD

تفاوت پکیج SMD و پکیج سیمی از نظر اتلاف گرما در این است که گرمای حاصل از اتصال دستگاه را می توان در امتداد دو کانال مختلف، یعنی از طریق سرب فریم (مانند پکیج های باند سیمی) و از طریق قاب کلیپ

انتقال حرارت در بسته بندی چسبانده شده با تراشه

تعریف مقاومت حرارتی محل اتصال به اتصال لحیم کاری Rth (j-sp) با وجود دو اتصال لحیم مرجع پیچیده تر می شود.این نقاط مرجع ممکن است دماهای متفاوتی داشته باشند که باعث می شود مقاومت حرارتی یک شبکه موازی باشد.

Nexperia از روش مشابهی برای استخراج مقدار Rth(j-sp) برای هر دو دستگاه متصل به تراشه و لحیم کاری سیم استفاده می کند.این مقدار مسیر حرارتی اصلی را از تراشه به قاب سرب تا اتصالات لحیم مشخص می‌کند، و مقادیر دستگاه‌های متصل به تراشه را مشابه مقادیر دستگاه‌های لحیم شده با سیم در طرح‌بندی PCB مشابه می‌کند.با این حال، کانال دوم در هنگام استخراج مقدار Rth(j-sp) به طور کامل مورد استفاده قرار نمی گیرد، بنابراین پتانسیل حرارتی کلی دستگاه معمولاً بالاتر است.

در واقع، دومین کانال هیت سینک بحرانی به طراحان این فرصت را می دهد که طراحی PCB را بهبود بخشند.به عنوان مثال، برای یک دستگاه لحیم شده با سیم، گرما را فقط می توان از طریق یک کانال دفع کرد (بیشتر گرمای یک دیود از طریق پین کاتد پخش می شود).برای یک دستگاه متصل به گیره، گرما را می توان در هر دو پایانه پخش کرد.

شبیه سازی عملکرد حرارتی دستگاه های نیمه هادی

آزمایش‌های شبیه‌سازی نشان داده‌اند که اگر تمام پایانه‌های دستگاه روی PCB مسیرهای حرارتی داشته باشند، عملکرد حرارتی می‌تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد.به عنوان مثال، در دیود PMEG6030ELP بسته بندی شده با CFP5 (شکل 3)، 35 درصد گرما از طریق گیره های مسی به پین ​​های آند و 65 درصد از طریق قاب های سرب به پین ​​های کاتد منتقل می شود.

دیود بسته بندی شده CFP5

آزمایش‌های شبیه‌سازی تأیید کرده‌اند که تقسیم هیت سینک به دو قسمت (همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است) برای اتلاف گرما مساعدتر است.

اگر یک هیت سینک 1 سانتی متر مربعی به دو هیت سینک 0.5 سانتی متر مربعی که در زیر هر یک از دو ترمینال قرار می گیرند تقسیم شود، مقدار توانی که می تواند توسط دیود در همان دما تلف شود تا 6 درصد افزایش می یابد.

دو هیت سینک 3 سانتی متر مربعی در مقایسه با طراحی هیت سینک استاندارد یا هیت سینک 6 سانتی متر مربعی که فقط به کاتد متصل است، اتلاف نیرو را حدود 20 درصد افزایش می دهند.

نتایج شبیه‌سازی حرارتی با سینک‌های حرارتی در مناطق مختلف و مکان‌های تخته

Nexperia به طراحان کمک می‌کند تا بسته‌های مناسب‌تری را برای برنامه‌های خود انتخاب کنند

برخی از سازندگان دستگاه های نیمه هادی اطلاعات لازم را در اختیار طراحان قرار نمی دهند تا تعیین کنند کدام نوع بسته بندی عملکرد حرارتی بهتری را برای کاربرد آنها فراهم می کند.در این مقاله، Nexperia مسیرهای حرارتی را در دستگاه‌های باند سیمی و تراشه‌ای خود شرح می‌دهد تا به طراحان کمک کند تا تصمیم‌های بهتری برای کاربردهای خود بگیرند.

حقایق سریع در مورد NeoDen

① تاسیس در سال 2010، 200+ کارمند، 8000+ متر مربع.کارخانه

② محصولات NeoDen: دستگاه PNP سری هوشمند، NeoDen K1830، NeoDen4، NeoDen3V، NeoDen7، NeoDen6، TM220A، TM240A، TM245P، اجاق گاز IN6، IN12، چاپگر خمیر لحیم کاری IN6، IN12، چاپگر خمیر لحیم کاری FP263

③ بیش از 10000 مشتری موفق در سراسر جهان

④ بیش از 30 نماینده جهانی تحت پوشش در آسیا، اروپا، آمریکا، اقیانوسیه و آفریقا

⑤ مرکز تحقیق و توسعه: 3 بخش تحقیق و توسعه با 25+ مهندس تحقیق و توسعه حرفه ای

⑥ با CE فهرست شده و بیش از 50 اختراع ثبت شده است

⑦ 30+ مهندسان کنترل کیفیت و پشتیبانی فنی، 15+ فروش بین المللی ارشد، پاسخگویی به موقع مشتری در عرض 8 ساعت، ارائه راه حل های حرفه ای در عرض 24 ساعت