Чтобы удовлетворить тепловые требования приложения, разработчикам необходимо сравнить тепловые характеристики различных типов полупроводниковых корпусов.В этой статье Nexperia обсуждает тепловые пути своих корпусов для проводного и чипового соединения, чтобы разработчики могли выбрать более подходящий корпус.
Как достигается теплопроводность в устройствах с проволочным соединением
Первичный теплоотвод в устройстве с проводным соединением расположен от контрольной точки соединения до паяных соединений на печатной плате (PCB), как показано на рисунке 1. Следуя простому алгоритму аппроксимации первого порядка, влияние вторичной мощности Канал потребления (показан на рисунке) при расчете теплового сопротивления пренебрежимо мал.
Тепловые каналы в проволочных устройствах
Двойные каналы теплопроводности в устройстве SMD
Разница между корпусом SMD и корпусом с проволочным соединением с точки зрения теплоотвода заключается в том, что тепло от места соединения устройства может рассеиваться по двум разным каналам, т. е. через выводную рамку (как в случае с корпусами с проволочным соединением) и через рамку клипа.
Теплопередача в чипсованном корпусе
Определение термического сопротивления перехода к паяному соединению Rth (j-sp) еще более усложняется наличием двух эталонных паяных соединений.Эти контрольные точки могут иметь разные температуры, в результате чего тепловое сопротивление представляет собой параллельную сеть.
Nexperia использует одну и ту же методологию для извлечения значения Rth(j-sp) как для устройств, связанных с чипом, так и для устройств, припаянных проволокой.Это значение характеризует основной тепловой путь от чипа к выводной рамке и паяным соединениям, что делает значения для устройств, соединенных с чипом, аналогичными значениям для устройств, припаянных проводами на аналогичной компоновке печатной платы.Однако второй канал не полностью используется при извлечении значения Rth(j-sp), поэтому общий тепловой потенциал устройства обычно выше.
Фактически, второй критический канал теплоотвода дает разработчикам возможность улучшить конструкцию печатной платы.Например, для устройства, припаянного проволокой, тепло может рассеиваться только через один канал (большая часть тепла диода рассеивается через катодный вывод);для устройства с зажимом тепло может рассеиваться на обеих клеммах.
Моделирование тепловых характеристик полупроводниковых приборов
Эксперименты по моделированию показали, что тепловые характеристики можно значительно улучшить, если все клеммы устройства на печатной плате имеют тепловые пути.Например, в диоде PMEG6030ELP в корпусе CFP5 (рис. 3) 35 % тепла передается к анодным выводам через медные зажимы, а 65 % — к катодным выводам через выводные рамки.
Диод в корпусе CFP5
«Эксперименты по моделированию подтвердили, что разделение радиатора на две части (как показано на рисунке 4) более способствует рассеиванию тепла.
Если радиатор площадью 1 см² разделить на два радиатора площадью 0,5 см², расположенные под каждой из двух клемм, количество мощности, которая может рассеиваться диодом при той же температуре, увеличивается на 6%.
Два радиатора площадью 3 см² увеличивают рассеиваемую мощность примерно на 20 процентов по сравнению со стандартной конструкцией радиатора или радиатором площадью 6 см², прикрепленным только к катоду».
Результаты теплового моделирования с радиаторами в разных областях и расположениях платы
Nexperia помогает дизайнерам выбирать пакеты, лучше подходящие для их приложений
Некоторые производители полупроводниковых приборов не предоставляют разработчикам необходимую информацию для определения того, какой тип корпуса обеспечит лучшие тепловые характеристики для их применения.В этой статье Nexperia описывает тепловые пути в своих устройствах с проводным и чиповым соединением, чтобы помочь разработчикам принимать более обоснованные решения для своих приложений.
Краткие факты о NeoDen
① Основана в 2010 году, более 200 сотрудников, более 8000 кв.м.фабрика
② Продукты NeoDen: машина PNP серии Smart, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, печь оплавления IN6, IN12, принтер для паяльной пасты FP2636, PM3040.
③ Более 10 000 успешных клиентов по всему миру
④ Более 30 глобальных агентов в Азии, Европе, Америке, Океании и Африке.
⑤ Центр исследований и разработок: 3 отдела исследований и разработок, в которых работают более 25 профессиональных инженеров по исследованиям и разработкам.
⑥ Внесен в список CE и получил более 50 патентов.
⑦ 30+ инженеров по контролю качества и технической поддержке, 15+ старших специалистов по международным продажам, своевременное реагирование клиентов в течение 8 часов, предоставление профессиональных решений в течение 24 часов.
Время публикации: 13 сентября 2023 г.