Conception thermique de composants semi-conducteurs dans des équipements électroniques
Qu’est-ce que la conception thermique?
Dans la conception d’équipements électroniques, il a toujours été nécessaire de résoudre les problèmes de miniaturisation, de haute efficacité, de CEM (compatibilité électromagnétique), etc. Ces dernières années, les contre-mesures thermiques des composants semi-conducteurs ont fait l’objet de plus en plus d’attention, et la conception thermique des composants semi-conducteurs est devenue un nouveau sujet. Puisque le « chaud » implique la performance, la fiabilité et la sécurité des composants et des équipements, il a toujours été l’un des projets de recherche importants. Ces dernières années, les exigences en matière d’équipement électronique ont changé, il est donc nécessaire de réexaminer les méthodes passées.
Dans « Conception thermique des composants semi-conducteurs dans les équipements électroniques », en principe, nous aborderons des sujets liés à la conception thermique sur la prémisse de produits semi-conducteurs tels que les circuits intégrés et les transistors utilisés dans les équipements électroniques.
Les composants semi-conducteurs spécifient la température de la puce à l’intérieur de l’emballage, c’est-à-dire la valeur nominale maximale absolue Tjmax de la température de jonction (joint). Lors de la conception, il est nécessaire de mener des recherches sur la production de chaleur et la température ambiante pour s’assurer que la température de jonction du produit ne dépasse pas Tjmax. Par conséquent, des calculs thermiques seront effectués sur tous les composants semi-conducteurs à utiliser pour confirmer si Tjmax est dépassé. S’il est possible de dépasser Tjmax, prendre des mesures pour réduire la perte ou la dissipation de chaleur afin de maintenir Tjmax dans la plage de valeur nominale maximale. En bref, il s’agit d’une conception thermique.
Bien sûr, non seulement les produits semi-conducteurs sont utilisés dans les équipements électroniques, mais aussi divers composants tels que les condensateurs, les résistances et les moteurs, et chaque composant a des valeurs nominales maximales absolues liées à la température et à la consommation d’énergie. Par conséquent, dans la conception réelle, la composition Toutes les parties de l’équipement ne doivent pas dépasser les valeurs nominales maximales liées à la température.
La nécessité d’une bonne conception thermique dans la phase de conception
Si la conception thermique n’est pas soigneusement réalisée au stade de la conception et que des mesures correspondantes sont prises, des problèmes causés par la chaleur peuvent être découverts au stade de la production expérimentale ou même lorsque le produit est mis en production de masse.
Bien que le problème ne se limite pas à la chaleur, plus on se rapproche de l’étape de la production de masse, plus il faut de temps pour prendre des contre-mesures, plus le coût est élevé et même les retards dans la livraison des produits, ce qui entraîne le grand problème des opportunités commerciales manquantes. Le pire scénario est que le problème ne se produise que sur le marché, ce qui entraîne des rappels et des problèmes de crédit. Bien que nous ne soyons pas disposés à imaginer les problèmes causés par la chaleur, un traitement thermique inapproprié est très susceptible de causer de la fumée, du feu et même des incendies et d’autres problèmes de sécurité personnelle. Par conséquent, la conception thermique est fondamentalement très importante. Par conséquent, il est nécessaire de faire un bon travail de conception thermique dès le début.
La conception thermique devient de plus en plus importante
Ces dernières années, pour les appareils électroniques, les exigences de miniaturisation et de haute performance sont devenues naturelles, et donc une intégration plus poussée a été encouragée. Plus précisément, le nombre de composants est plus grand, la densité de montage sur la carte de circuit imprimé est plus élevée et la taille du boîtier est plus petite. Il en résulte une augmentation significative de la densité de production de chaleur.
La première chose à réaliser est qu’avec les changements dans les tendances de développement technologique, la conception thermique est devenue plus stricte que jamais. Comme mentionné ci-dessus, l’équipement nécessite non seulement de plus en plus de « miniaturisation » et de « haute performance » des composants, mais nécessite également une excellente « flexibilité de conception », de sorte que les contre-mesures thermiques (mesures de dissipation thermique) sont devenues un gros problème. Comme la conception thermique contribue à améliorer la fiabilité et la sécurité des équipements et à réduire les coûts globaux, elle devient de plus en plus importante.
