For at opfylde de termiske krav til en applikation skal designere sammenligne de termiske egenskaber for forskellige halvlederpakketyper.I denne artikel diskuterer Nexperia de termiske veje for sine wire bond-pakker og chip bond-pakker, så designere kan vælge en mere passende pakke.
Hvordan termisk ledning opnås i trådbundne enheder
Den primære køleplade i en trådbundet enhed er fra forbindelsesreferencepunktet til loddeforbindelserne på printpladen (PCB), som vist i figur 1. Efter en simpel algoritme af førsteordens tilnærmelse, virkningen af den sekundære effekt forbrugskanal (vist på figuren) er ubetydelig i beregningen af termisk modstand.
Termiske kanaler i trådbundne enheder
Dobbelte termiske ledningskanaler i en SMD-enhed
Forskellen mellem en SMD-pakke og en trådbundet pakke med hensyn til varmeafledning er, at varmen fra enhedens samling kan spredes langs to forskellige kanaler, dvs. gennem lederrammen (som i tilfældet med trådbundne pakker) og gennem clipsrammen.
Varmeoverførsel i en chipbundet pakke
Definitionen af den termiske modstand af overgangen til loddeforbindelsen Rth (j-sp) kompliceres yderligere af tilstedeværelsen af to referenceloddeforbindelser.Disse referencepunkter kan have forskellige temperaturer, hvilket bevirker, at den termiske modstand er et parallelt netværk.
Nexperia bruger den samme metode til at udtrække Rth(j-sp)-værdien for både chipbundne og trådloddede enheder.Denne værdi karakteriserer den primære termiske vej fra chippen til leadframen til loddeforbindelserne, hvilket gør værdierne for de chipbundne enheder svarende til værdierne for de trådloddede enheder i et lignende PCB-layout.Den anden kanal udnyttes dog ikke fuldt ud, når Rth(j-sp)-værdien udvindes, så enhedens samlede termiske potentiale er typisk højere.
Faktisk giver den anden kritiske køleplade kanal designere mulighed for at forbedre printdesignet.For eksempel, for en trådloddet enhed, kan varme kun spredes gennem én kanal (det meste af varmen fra en diode spredes gennem katodestiften);for en clip-bondet enhed kan varme afgives ved begge terminaler.
Simulering af termisk ydeevne af halvlederenheder
Simuleringsforsøg har vist, at termisk ydeevne kan forbedres væsentligt, hvis alle enhedsterminaler på printkortet har termiske veje.For eksempel, i den CFP5-pakkede PMEG6030ELP diode (figur 3), overføres 35 % af varmen til anodestifterne gennem kobberklemmerne, og 65 % overføres til katodestifterne gennem leadframes.
CFP5 pakket diode
"Simuleringseksperimenter har bekræftet, at opdeling af kølepladen i to dele (som vist i figur 4) er mere befordrende for varmeafledning.
Hvis en 1 cm² køleplade opdeles i to 0,5 cm² køleplader placeret under hver af de to terminaler, øges mængden af strøm, der kan afgives af dioden ved samme temperatur med 6 %.
To 3 cm² køleplader øger effekttabet med omkring 20 procent sammenlignet med et standard kølepladedesign eller en 6 cm² køleplade, der kun er monteret ved katoden."
Termisk simuleringsresultater med køleplader i forskellige områder og bordplaceringer
Nexperia hjælper designere med at vælge pakker, der passer bedre til deres applikationer
Nogle producenter af halvlederenheder giver ikke designere de nødvendige oplysninger til at bestemme, hvilken pakketype der vil give bedre termisk ydeevne til deres anvendelse.I denne artikel beskriver Nexperia de termiske veje i sine trådbundne og chipbondede enheder for at hjælpe designere med at træffe bedre beslutninger for deres applikationer.
Hurtige fakta om NeoDen
① Etableret i 2010, 200+ ansatte, 8000+ kvm.fabrik
② NeoDen produkter: Smart serie PNP maskine, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, reflow ovn IN6, IN12, Loddepasta printer FP2040, PM3040
③ Succesfulde 10.000+ kunder over hele kloden
④ 30+ globale agenter dækket i Asien, Europa, Amerika, Oceanien og Afrika
⑤ R&D Center: 3 R&D-afdelinger med 25+ professionelle R&D-ingeniører
⑥ Opført med CE og fik 50+ patenter
⑦ 30+ kvalitetskontrol og teknisk support ingeniører, 15+ senior internationalt salg, rettidig kundesvar inden for 8 timer, professionelle løsninger, der leverer inden for 24 timer
Indlægstid: 13. september 2023