การออกแบบเชิงความร้อนของส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ในการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น การย่อขนาด ประสิทธิภาพ และ EMC (ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า) อยู่เสมอ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มาตรการรับมือทางความร้อนสำหรับส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์มีมูลค่าเพิ่มมากขึ้น และการออกแบบการระบายความร้อนของส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ก็กลายเป็นหัวข้อใหม่ เนื่องจากการมีส่วนร่วมในประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัยของส่วนประกอบและอุปกรณ์ "ความร้อน" จึงเป็นหนึ่งในโครงการวิจัยที่สำคัญมาโดยตลอด

ส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ระบุค่าพิกัดสูงสุดสัมบูรณ์ Tjmax ของอุณหภูมิชิปภายในบรรจุภัณฑ์ ซึ่งก็คืออุณหภูมิจุดเชื่อมต่อ ในระหว่างการออกแบบ จำเป็นต้องศึกษาการสร้างความร้อนและอุณหภูมิโดยรอบเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อของผลิตภัณฑ์ไม่เกิน Tjmax ดังนั้น การคำนวณทางความร้อนจะดำเนินการกับส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ทั้งหมดเพื่อยืนยันว่าเกิน Tjmax หรือไม่ หากเป็นไปได้ที่จะเกิน Tjmax ควรดำเนินมาตรการเพื่อลดการสูญเสียหรือกระจายความร้อนเพื่อให้ Tjmax อยู่ภายในช่วงพิกัดสูงสุด กล่าวโดยสรุปนี่คือการออกแบบการระบายความร้อน

สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ข้อกำหนดสำหรับการย่อขนาดและประสิทธิภาพสูงกลายเป็นเรื่องปกติ จึงส่งเสริมการบูรณาการเพิ่มเติม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แสดงให้เห็นเป็นส่วนประกอบจำนวนมากขึ้น ความหนาแน่นในการติดตั้งบนแผงวงจรที่สูงขึ้น และขนาดเปลือกที่เล็กลง ผลลัพธ์ที่ได้คือความหนาแน่นของความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก การออกแบบการระบายความร้อนมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย ของอุปกรณ์ และลดต้นทุนโดยรวม

หากการออกแบบการระบายความร้อนไม่ได้รับการดำเนินการอย่างรอบคอบและไม่ได้ดำเนินมาตรการที่เกี่ยวข้องในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ ปัญหาที่เกิดจากความร้อนอาจถูกค้นพบในระหว่างขั้นตอนการผลิตทดลองผลิตภัณฑ์หรือแม้แต่ก่อนการผลิตเป็นจำนวนมาก แม้ว่าเราอาจไม่อยากจินตนาการถึงปัญหาที่เกิดจากความร้อน แต่การบำบัดความร้อนที่ไม่เหมาะสมสามารถนำไปสู่ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยส่วนบุคคล เช่น ควัน ไฟไหม้ และแม้แต่ไฟได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นการออกแบบการระบายความร้อนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งโดยพื้นฐาน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องดำเนินการออกแบบระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพตั้งแต่ขั้นตอนเริ่มต้น