Para satisfacer os requisitos térmicos dunha aplicación, os deseñadores deben comparar as características térmicas dos diferentes tipos de paquetes de semicondutores.Neste artigo, Nexperia analiza as rutas térmicas dos seus paquetes de enlaces de fío e paquetes de enlace de chip para que os deseñadores poidan seleccionar un paquete máis axeitado.
Como se consegue a condución térmica nos dispositivos conectados por cable
O disipador de calor primario nun dispositivo conectado por cable vai desde o punto de referencia da unión ata as unións de soldadura na placa de circuíto impreso (PCB), como se mostra na Figura 1. Seguindo un algoritmo sinxelo de aproximación de primeira orde, o efecto da potencia secundaria a canle de consumo (mostrada na figura) é insignificante no cálculo da resistencia térmica.
Canles térmicas en dispositivos unidos por fíos
Canles de condución térmica duales nun dispositivo SMD
A diferenza entre un paquete SMD e un paquete unido por fíos en termos de disipación de calor é que a calor da unión do dispositivo pode ser disipada ao longo de dúas canles diferentes, é dicir, a través do armazón (como no caso dos paquetes unidos por fíos) e a través do marco do clip.
Transferencia de calor nun paquete unido con chip
A definición da resistencia térmica da unión á unión de soldadura Rth (j-sp) complícase aínda máis pola presenza de dúas unións de soldadura de referencia.Estes puntos de referencia poden ter temperaturas diferentes, facendo que a resistencia térmica sexa unha rede paralela.
Nexperia usa a mesma metodoloxía para extraer o valor Rth(j-sp) tanto para dispositivos unidos por chip como soldados por cable.Este valor caracteriza o camiño térmico principal desde o chip ata o cadro de plomo ata as unións de soldadura, facendo que os valores dos dispositivos unidos a chip sexan similares aos valores dos dispositivos soldados con fío nun esquema de PCB similar.Non obstante, a segunda canle non se utiliza completamente ao extraer o valor Rth(j-sp), polo que o potencial térmico global do dispositivo adoita ser maior.
De feito, a segunda canle crítica do disipador de calor ofrece aos deseñadores a oportunidade de mellorar o deseño do PCB.Por exemplo, para un dispositivo soldado con fío, a calor só se pode disipar a través dunha canle (a maior parte da calor dun díodo é disipada a través do pin do cátodo);para un dispositivo conectado por clip, a calor pódese disipar nos dous terminais.
Simulación do rendemento térmico de dispositivos semicondutores
Os experimentos de simulación demostraron que o rendemento térmico pode mellorarse significativamente se todos os terminais do dispositivo no PCB teñen camiños térmicos.Por exemplo, no díodo PMEG6030ELP empaquetado con CFP5 (Figura 3), o 35% da calor transfírese aos pinos do ánodo a través das abrazadeiras de cobre e o 65% transfírese aos pinos do cátodo a través dos marcos de plomo.
Diodo empaquetado CFP5
"Os experimentos de simulación confirmaron que dividir o disipador de calor en dúas partes (como se mostra na Figura 4) é máis propicio para a disipación de calor.
Se un disipador de calor de 1 cm² se divide en dous disipadores de 0,5 cm² situados debaixo de cada un dos dous terminais, a cantidade de potencia que pode disipar o díodo á mesma temperatura aumenta un 6%.
Dous disipadores de calor de 3 cm² aumentan a disipación de enerxía nun 20 por cento en comparación cun deseño de disipadores de calor estándar ou un disipador de calor de 6 cm² conectado só ao cátodo.
Resultados de simulación térmica con disipadores de calor en diferentes áreas e localizacións de placas
Nexperia axuda aos deseñadores a seleccionar paquetes máis axeitados para as súas aplicacións
Algúns fabricantes de dispositivos de semicondutores non proporcionan aos deseñadores a información necesaria para determinar que tipo de paquete proporcionará un mellor rendemento térmico para a súa aplicación.Neste artigo, Nexperia describe as rutas térmicas dos seus dispositivos unidos por cables e chips para axudar aos deseñadores a tomar mellores decisións para as súas aplicacións.
Datos rápidos sobre NeoDen
① Fundada en 2010, máis de 200 empregados, máis de 8000 m².fábrica
② Produtos NeoDen: Máquina PNP da serie Smart, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, forno de refluxo IN6, IN12, impresora de pasta de soldar FP2630, PM3040,
③ Máis de 10000 clientes exitosos en todo o mundo
④ Máis de 30 axentes globais cubertos en Asia, Europa, América, Oceanía e África
⑤ Centro de I+D: 3 departamentos de I+D con máis de 25 enxeñeiros profesionais de I+D
⑥ Listado con CE e ten máis de 50 patentes
⑦ Máis de 30 enxeñeiros de control de calidade e soporte técnico, máis de 15 vendas internacionais superiores, resposta puntual do cliente en 8 horas, solucións profesionais que ofrecen en 24 horas
Hora de publicación: 13-09-2023