Per satisfer els requisits tèrmics d'una aplicació, els dissenyadors han de comparar les característiques tèrmiques dels diferents tipus de paquets de semiconductors.En aquest article, Nexperia analitza els camins tèrmics dels seus paquets d'enllaç de filferro i paquets d'enllaç de xip perquè els dissenyadors puguin seleccionar un paquet més adequat.
Com s'aconsegueix la conducció tèrmica en dispositius connectats amb filferro
El dissipador de calor primari d'un dispositiu connectat per cable és des del punt de referència de la unió fins a les juntes de soldadura de la placa de circuit imprès (PCB), tal com es mostra a la figura 1. Seguint un algorisme senzill d'aproximació de primer ordre, l'efecte de la potència secundària El canal de consum (que es mostra a la figura) és insignificant en el càlcul de la resistència tèrmica.
Canals tèrmics en dispositius connectats amb fil
Canals de conducció tèrmica duals en un dispositiu SMD
La diferència entre un paquet SMD i un paquet connectat amb filferro pel que fa a la dissipació de calor és que la calor de la unió del dispositiu es pot dissipar al llarg de dos canals diferents, és a dir, a través del bastidor principal (com en el cas dels paquets connectats amb filferro) i a través del marc del clip.
Transferència de calor en un paquet unit per xip
La definició de la resistència tèrmica de la unió a la junta de soldadura Rth (j-sp) es complica encara més per la presència de dues juntes de soldadura de referència.Aquests punts de referència poden tenir temperatures diferents, fent que la resistència tèrmica sigui una xarxa paral·lela.
Nexperia utilitza la mateixa metodologia per extreure el valor Rth (j-sp) tant per a dispositius units amb xips com per soldadura de filferro.Aquest valor caracteritza el camí tèrmic principal des del xip fins al bastidor de plom fins a les juntes de soldadura, fent que els valors dels dispositius units amb xip siguin semblants als valors dels dispositius soldats amb filferro en un disseny de PCB similar.Tanmateix, el segon canal no s'utilitza completament quan s'extreu el valor Rth (j-sp), de manera que el potencial tèrmic global del dispositiu és normalment més elevat.
De fet, el segon canal de dissipador de calor crític ofereix als dissenyadors l'oportunitat de millorar el disseny de PCB.Per exemple, per a un dispositiu soldat amb filferro, la calor només es pot dissipar a través d'un canal (la major part de la calor d'un díode es dissipa a través del pin del càtode);per a un dispositiu connectat amb clip, la calor es pot dissipar als dos terminals.
Simulació del rendiment tèrmic de dispositius semiconductors
Els experiments de simulació han demostrat que el rendiment tèrmic es pot millorar significativament si tots els terminals del dispositiu del PCB tenen camins tèrmics.Per exemple, al díode PMEG6030ELP empaquetat amb CFP5 (figura 3), el 35% de la calor es transfereix als pins de l'ànode a través de les pinces de coure i el 65% es transfereix als pins del càtode a través dels marcs de plom.
Díode empaquetat CFP5
"Els experiments de simulació han confirmat que dividir el dissipador de calor en dues parts (com es mostra a la figura 4) és més propici per a la dissipació de calor.
Si un dissipador de calor d'1 cm² es divideix en dos dissipadors de 0,5 cm² situats a sota de cadascun dels dos terminals, la quantitat de potència que pot ser dissipada pel díode a la mateixa temperatura augmenta un 6%.
Dos dissipadors de calor de 3 cm² augmenten la dissipació de potència en un 20% en comparació amb un disseny de dissipador de calor estàndard o un dissipador de calor de 6 cm² connectat només al càtode.
Resultats de simulació tèrmica amb dissipadors de calor en diferents zones i ubicacions de taulers
Nexperia ajuda els dissenyadors a seleccionar paquets més adequats a les seves aplicacions
Alguns fabricants de dispositius semiconductors no proporcionen als dissenyadors la informació necessària per determinar quin tipus de paquet proporcionarà un millor rendiment tèrmic per a la seva aplicació.En aquest article, Nexperia descriu els camins tèrmics dels seus dispositius de connexió de filferro i xip per ajudar els dissenyadors a prendre millors decisions per a les seves aplicacions.
Dades breus sobre NeoDen
① Creat el 2010, més de 200 empleats, més de 8000 metres quadrats.fàbrica
② Productes NeoDen: màquina PNP de la sèrie intel·ligent, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, forn de reflux IN6, IN12, impressora de pasta de soldadura FP2636, PM3040,
③ Més de 10.000 clients amb èxit a tot el món
④ Més de 30 agents globals coberts a Àsia, Europa, Amèrica, Oceania i Àfrica
⑤ Centre d'R+D: 3 departaments d'R+D amb més de 25 enginyers professionals de R+D
⑥ Llistat amb CE i té més de 50 patents
⑦ Més de 30 enginyers de control de qualitat i suport tècnic, més de 15 vendes internacionals sèniors, resposta puntual del client en 8 hores, solucions professionals que ofereixen en 24 hores
Hora de publicació: 13-set-2023