Chip issiqlik tarqalishi va issiqlik hosil qilish tushunchalarini muhokama qilish
Ushbu maqolada asosan chip issiqlik tarqalishi / isitish, termal qarshilik, harorat ko'tarilishi va termal dizayn tushunchalari muhokama qilinadi.
Chipning isishi va yo'qolishi
Chipning quvvat yo'qotilishi, bir tomondan, samarali kirish quvvati va chiqish quvvati o'rtasidagi farqni anglatadi, bu tarqaladigan quvvat deb ataladi. Yo'qotishning bu qismi issiqlik chiqarishga aylanadi. Issiqlik hosil qilish yaxshi narsa emas va bu komponentlar va jihozlarning ishonchliligini pasaytiradi. Bu chipga jiddiy zarar etkazadi.
Tarqalish quvvati, ba'zi chiplarning SPEC-da ushbu parametr bo'ladi, bu maksimal ruxsat etilgan quvvat sarfini bildiradi, quvvat sarfi va issiqlik mos keladi, ruxsat etilgan quvvat sarfi qanchalik katta bo'lsa, mos keladigan ulanish harorati ham katta bo'ladi.
Boshqa tomondan, chip quvvat iste'moli vaqt birligi uchun elektr jihozlari tomonidan iste'mol qilinadigan energiya miqdorini bildiradi va birlik Vt ga teng, masalan, 2000 Vt konditsioner va boshqalar.
Termal qarshilik va haroratning ko'tarilishi
Hammamiz bir iborani bilamiz: qor sovmaydi, qor esa soviydi. Bu jismoniy jarayon. Qor yog'ishi desublimatsiya va ekzotermiya jarayoni, qor erishi esa erish va issiqlikni yutish jarayonidir. Chipning harorat ko'tarilishi atrof-muhit haroratiga (25 daraja) nisbatan bo'ladi, shuning uchun termal qarshilik tushunchasini eslatib o'tish kerak.
Issiqlik qarshiligi ob'ektning har ikki uchidagi harorat farqi va ob'ektga issiqlik uzatilganda issiqlik manbasining quvvati o'rtasidagi nisbatni bildiradi va birlik daraja / Vt yoki K / Vt. Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, chip PCBda lehimlanganda, chip uchun uchta issiqlik qarshiligiga mos keladigan uchta asosiy issiqlik tarqalish yo'llari mavjud.
1. Chipning ichki qismidan qobiq va pinlarga termal qarshilik - chip o'rnatiladi va uni o'zgartirib bo'lmaydi.
2. Chip pinlaridan PCB platasiga termal qarshilik - yaxshi lehim va tenglikni taxtasi bilan aniqlanadi.
3. Chip korpusidan havoga issiqlik qarshiligi - issiqlik qabul qiluvchi va chipning periferik maydoni bilan aniqlanadi. Yarimo'tkazgich chipining termal qarshilik parametrlari
Ta - atrof-muhit harorati, Tc - korpus sirtining harorati va Tj - ulanish harorati. Dja: Birlashma harorati (Tj) va atrof-muhit harorati (Ta) o'rtasidagi issiqlik qarshiligi. Ęjc: Birlashma harorati (Tj) va korpus sirt harorati (Tc) o'rtasidagi issiqlik qarshiligi. Ęca: Koson sirt harorati (Tc) va atrof-muhit harorati (Ta) o'rtasidagi termal qarshilik.
Issiqlik qarshiligini hisoblash formulasi: Dja=(Tj-Ta)/Pd → Tj=Ta plyus Dja*Pd bunda Dja*Pd harorat ko‘tarilishi, uni issiqlik qiymati deb ham atash mumkin. .
1. Doimiy termal qarshilik sharoitida Pd quvvat sarfi qanchalik kichik bo'lsa, harorat past bo'ladi.
2. Muayyan quvvat sarfi bo'lsa, termal qarshilik qanchalik kichik bo'lsa, shuncha yaxshi va issiqlik qarshiligi qanchalik kichik bo'lsa, issiqlik tarqalishi yaxshi bo'ladi.
Birlashma haroratini hisoblash xatolar
Ko'pchilik birlashma haroratini hisoblash uchun ushbu formuladan foydalanadi: Tj=Ta plyus Dja*Pd, bu TI hujjatlarida ko'rsatilgan, ammo bu aniq emas.
Umumiy ma'no shundaki, Dja ko'p o'zgaruvchan funktsiya bo'lib, u PCBda lehimlangan chipning haqiqiy holatini aks ettira olmaydi va PCB dizayni va Chip / Pad o'lchami bilan kuchli korrelyatsiyaga ega. Bu omillar o'zgarishi bilan Dja qiymati ham o'zgaradi. Chip ishlab chiqaruvchilari Djani sinab ko'rish va bizning haqiqiy foydalanishimiz o'rtasida katta farq bor, shuning uchun u ulanish haroratini hisoblash uchun ishlatiladi va xato katta bo'ladi.
Dja issiqlik qarshiligi ushbu parametrlar bilan kuchli bog'liqlikka ega
Shu bilan birga, Tj=Tc plus Ęjc*Pd formulasidan foydalanib, infraqizil kamera yordamida chip qobig‘ining Tc haroratini o‘lchash, keyin esa Tj ni hisoblash unchalik aniq emas. Ishlab chiqaruvchi tomonidan berilgan Dja va Djc biz uchun chipning termal ishlashini baholash va uni boshqa chiplar bilan solishtirish uchun ko'proq bo'lishi mumkin.
Ba'zi chiplarning parametrlarida DJT va DJB bo'ladi. Bu ikki parametr haqiqiy termal qarshilik emas. Chip ishlab chiqaruvchilari tomonidan DJT va DJB ni sinash uchun qo'llaniladigan usul haqiqiy qurilmaning dastur muhitiga juda yaqin, shuning uchun u ulanish haroratini baholash uchun ishlatilishi mumkin. Bu sanoat tomonidan ham qabul qilingan va bu ikki parametr Ęja va Djc dan kichikroq ekanligini ko'rish mumkin, shuning uchun bir xil quvvat sarfi ostida, Dja tomonidan hisoblangan ulanish harorati haqiqiy haroratdan yuqori.
ΨJT Junction to Top of Package ga ishora qiladi, birlashmadan paket qobig'iga parametr, hisoblash formulasi Tj=Tc plus ΨJT*Pd, Tc chip qobig'ining harorati. ΨJB, Junction to Board, birlashma PCB platasi parametrlariga ishora qiladi, hisoblash formulasi: Tj=Tb plus PJB*Pd, Tb PCB platasining harorati.
DJT va DJB ulanish haroratini hisoblash uchun ishlatilishi mumkin
Termal dizayn
Issiqlik dizayni EMC muammosi bilan bir xil bo'lib, uni dastlabki bosqichda hal qilish yaxshidir, aks holda keyingi tuzatish juda qiyin bo'ladi. Dizaynning dastlabki bosqichida struktura, PCB stacking, joylashuv, bezak va boshqalar ko'rib chiqiladi va issiqlik tarqalish materiallari keyingi bosqichda ko'rib chiqiladi.
