Elektronisten laitteiden puolijohdekomponenttien lämpösuunnittelu
Elektroniikkalaitteiden suunnittelussa on aina ollut tarpeen käsitellä sellaisia kysymyksiä kuin miniatyrisointi, tehokkuus ja EMC (sähkömagneettinen yhteensopivuus). Viime vuosina puolijohdekomponenttien lämpövastatoimia on arvostettu yhä enemmän, ja puolijohdekomponenttien lämpösuunnittelusta on tullut uusi aihe. Koska se osallistuu komponenttien ja laitteiden suorituskykyyn, luotettavuuteen ja turvallisuuteen, "lämpö" on aina ollut yksi tärkeimmistä tutkimusprojekteista.
Puolijohdekomponentit määrittävät pakkauksen sisällä olevan sirun lämpötilan absoluuttisen maksiminimellisarvon Tjmax, joka on liitoslämpötila. Suunnittelun aikana on tarpeen tutkia lämmöntuotantoa ja ympäristön lämpötilaa sen varmistamiseksi, että tuotteen liitoslämpötila ei ylitä Tjmax. Tästä syystä kaikille puolijohdekomponenteille suoritetaan lämpölaskelmat sen varmistamiseksi, että Tjmax on ylitetty. Jos Tjmax on mahdollista ylittää, on ryhdyttävä toimenpiteisiin häviöiden vähentämiseksi tai lämmön haihduttamiseksi, jotta Tjmax pysyy enimmäisnimellisalueella. Lyhyesti sanottuna tämä on lämpösuunnittelua.
Elektroniikkalaitteille pienoiskokoa ja korkeaa suorituskykyä koskevat vaatimukset ovat tulleet luonnollisiksi, mikä edistää integraatiota. Tarkemmin sanottuna se ilmenee suurempana komponenttimääränä, suurempana asennustiheydenä piirilevyille ja pienempänä kuoren kokona. Tuloksena on merkittävä lämmön tiheyden kasvu. Lämpösuunnittelusta on tulossa yhä tärkeämpää, koska se auttaa parantamaan laitteiden luotettavuutta, turvallisuutta ja alentamaan kokonaiskustannuksia.
Jos lämpösuunnittelua ei tehdä huolellisesti eikä vastaaviin toimenpiteisiin ryhdytä suunnitteluvaiheessa, lämmön aiheuttamia ongelmia voidaan havaita tuotteen koetuotantovaiheessa tai jopa ennen massatuotantoa. Vaikka emme ehkä halua kuvitellakaan lämmön aiheuttamia ongelmia, väärä lämpökäsittely voi helposti johtaa henkilökohtaiseen turvallisuuteen liittyviin ongelmiin, kuten savuun, tulipaloon ja jopa tulipaloon. Siksi lämpösuunnittelu on pohjimmiltaan erittäin tärkeää. Siksi lämpösuunnittelu on suoritettava tehokkaasti alusta alkaen.
