Keskustelua hakkeen lämmönpoiston ja lämmöntuotannon käsitteistä

    Tässä artikkelissa käsitellään pääasiassa lastun lämmönpoiston/lämmityksen, lämmönvastuksen, lämpötilan nousun ja lämpösuunnittelun käsitteitä.

Hakkeen lämpeneminen ja häviö

Sirun tehohäviö viittaa toisaalta tehollisen syöttötehon ja lähtötehon väliseen eroon, jota kutsutaan hajatehoksi. Tämä osa häviöstä muunnetaan lämmön vapautumiseksi. Lämmöntuotanto ei ole hyvä asia, ja se heikentää komponenttien ja laitteiden luotettavuutta. Se vahingoittaa sirua vakavasti.

Häviöteho, tulee tämä parametri joidenkin sirujen SPEC:ssä, joka viittaa suurinta sallittua tehohäviötä, tehohäviö ja lämpö vastaavat, mitä suurempi on sallittu tehohäviö, vastaava risteyksen lämpötila on myös suurempi.

Toisaalta sirun tehonkulutuksella tarkoitetaan sähkölaitteiden kuluttamaa energian määrää aikayksikköä kohti, ja yksikkö on W, kuten 2000 W:n ilmastointilaite ja niin edelleen.

Lämpövastus ja lämpötilan nousu

Me kaikki tiedämme sanonnan: Lumi ei jäähdy ja lumi muuttuu kylmäksi. Tämä on fyysinen prosessi. Lumisade on desublimaatio- ja eksotermiprosessi, ja lumen sulaminen sulaa ja absorboi lämpöä. Sirun lämpötilan nousu on suhteessa ympäristön lämpötilaan (25 astetta), joten lämpövastuksen käsite on mainittava.

Lämpövastus viittaa kohteen molempien päiden lämpötilaeron ja lämmönlähteen tehon väliseen suhteeseen, kun lämpöä siirretään kohteeseen, ja yksikkö on aste /W tai K/W. Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, kun siru juotetaan piirilevylle, sirulla on kolme päälämmönpoistoreittiä, jotka vastaavat kolmea lämpövastusta.

1. Lämpövastus sirun sisäpuolelta kuoreen ja nastoihin - siru on kiinteä eikä sitä voi muuttaa.

2. Lämpövastus sirun nastoista piirilevylle - määräytyy hyvän juottamisen ja piirilevyn perusteella.

3. Lämpövastus sirukotelosta ilmaan - määräytyy jäähdytyselementin ja sirun reunatilan mukaan. Puolijohdesirun lämpöresistanssiparametrit

Ta on ympäristön lämpötila, Tc on kotelon pinnan lämpötila ja Tj on liitoslämpötila. Θja: Liitoslämpötilan (Tj) ja ympäristön lämpötilan (Ta) välinen lämpövastus. Θjc: Lämpövastus liitoslämpötilan (Tj) ja kotelon pintalämpötilan (Tc) välillä. Θca: Kotelon pintalämpötilan (Tc) ja ympäristön lämpötilan (Ta) välinen lämpövastus.

Lämpövastuksen laskentakaava on: Θja=(Tj-Ta)/Pd → Tj=Ta plus Θja*Pd missä Θja*Pd on lämpötilan nousu, jota voidaan kutsua myös lämpöarvoksi .

1. Kun lämpövastus on vakio, mitä pienempi virrankulutus Pd on, sitä alhaisempi lämpötila on.

2. Tietyn virrankulutuksen tapauksessa mitä pienempi lämpövastus, sitä parempi, ja mitä pienempi lämpövastus, sitä parempi lämmön hajoaminen.

Liitoksen lämpötilan laskentavirheet

Monet ihmiset käyttävät tätä kaavaa risteyksen lämpötilan laskemiseen: Tj=Ta plus Θja*Pd, joka on ilmoitettu TI:n dokumentaatiossa, mutta se ei ole tarkka.

Yleinen merkitys on, että Θja on monimuuttujafunktio, joka ei voi kuvastaa piirilevylle juotetun sirun todellista tilannetta, ja sillä on vahva korrelaatio piirilevyn suunnittelun ja Chip/Padin koon kanssa. Näiden tekijöiden muuttuessa myös Θja:n arvo muuttuu. Θjaa testaavien siruvalmistajien ja todellisen käytön välillä on suuri ero, joten sen avulla lasketaan liitoslämpötila ja virhe on suuri.

Lämpöresistanssilla Θja on vahva korrelaatio näiden parametrien kanssa

Samanaikaisesti käyttämällä kaavaa Tj=Tc plus Θjc*Pd sirukuoren lämpötilan Tc mittaamiseen infrapunakameralla, jolloin Tj:n laskeminen ei ole kovin tarkkaa. Valmistajan antamat Θja ja Θjc voivat olla enemmän meille tarkoitettuja sirun lämpösuorituskyvyn arvioimiseen ja vertailuun muihin siruihin.

Joidenkin sirujen parametreissa on ΨJT ja ΨJB. Nämä kaksi parametria eivät ole todellista lämmönkestävyyttä. Siruvalmistajien ΨJT:n ja ΨJB:n testausmenetelmä on hyvin lähellä varsinaisen laitteen sovellusympäristöä, joten sillä voidaan arvioida liitoslämpötilaa. Se on otettu käyttöön myös teollisuudessa, ja voidaan nähdä, että nämä kaksi parametria ovat pienempiä kuin Θja ja Θjc, joten samalla tehonkulutuksella Θja:n laskema liitoslämpötila on korkeampi kuin todellinen lämpötila .

ΨJT viittaa risteyksestä paketin alkuun, parametri risteyksestä paketin kuoreen, laskentakaava on Tj=Tc plus ΨJT*Pd, Tc on sirun kuoren lämpötila. ΨJB, viittaa liitos piirilevyyn, liitos piirilevylle parametreihin, laskentakaava on: Tj=Tb plus ΨJB*Pd, Tb on piirilevyn lämpötila.

ΨJT:tä ja ΨJB:tä voidaan käyttää liitoslämpötilan laskemiseen

Lämpösuunnittelu

Lämpösuunnittelu on sama kuin EMC-ongelma, se on parasta ratkaista varhaisessa vaiheessa, muuten myöhempi korjaus on erittäin hankala. Suunnittelun alkuvaiheessa tarkastellaan rakennetta, piirilevyjen pinoamista, layoutia, koristelua jne. ja myöhemmin lämmönpoistomateriaalit.