Untuk memenuhi persyaratan termal suatu aplikasi, perancang perlu membandingkan karakteristik termal dari jenis paket semikonduktor yang berbeda.Dalam artikel ini, Nexperia membahas jalur termal dari paket ikatan kawat dan paket ikatan chip sehingga desainer dapat memilih paket yang lebih sesuai.
Bagaimana Konduksi Termal Dicapai pada Perangkat Berikat Kawat
Unit pendingin primer pada perangkat yang diikat dengan kawat berasal dari titik referensi sambungan ke sambungan solder pada papan sirkuit tercetak (PCB), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Mengikuti algoritma sederhana pendekatan orde pertama, efek daya sekunder saluran konsumsi (ditunjukkan pada gambar) dapat diabaikan dalam perhitungan ketahanan termal.
Saluran termal pada perangkat yang diikat dengan kawat
Saluran konduksi termal ganda dalam perangkat SMD
Perbedaan antara paket SMD dan paket berikat kawat dalam hal pembuangan panas adalah bahwa panas dari sambungan perangkat dapat dihamburkan melalui dua saluran berbeda, yaitu melalui rangka utama (seperti dalam kasus paket berikat kawat) dan melalui bingkai klip.
Perpindahan panas dalam paket berikat chip
Definisi ketahanan termal sambungan ke sambungan solder Rth (j-sp) semakin diperumit dengan adanya dua sambungan solder referensi.Titik referensi ini mungkin memiliki suhu yang berbeda, menyebabkan hambatan termal menjadi jaringan paralel.
Nexperia menggunakan metodologi yang sama untuk mengekstrak nilai Rth(j-sp) untuk perangkat yang diikat dengan chip dan disolder dengan kabel.Nilai ini mencirikan jalur termal utama dari chip ke rangka utama hingga sambungan solder, menjadikan nilai untuk perangkat yang terikat chip serupa dengan nilai untuk perangkat yang disolder dengan kawat dalam tata letak PCB yang serupa.Namun, saluran kedua tidak sepenuhnya dimanfaatkan saat mengekstraksi nilai Rth(j-sp), sehingga potensi termal keseluruhan perangkat biasanya lebih tinggi.
Faktanya, saluran heat sink kritis kedua memberikan kesempatan kepada desainer untuk meningkatkan desain PCB.Misalnya, untuk perangkat yang disolder dengan kawat, panas hanya dapat dibuang melalui satu saluran (sebagian besar panas dioda dibuang melalui pin katoda);untuk perangkat yang diikat dengan klip, panas dapat dibuang di kedua terminal.
Simulasi Kinerja Termal Perangkat Semikonduktor
Eksperimen simulasi menunjukkan bahwa kinerja termal dapat ditingkatkan secara signifikan jika semua terminal perangkat pada PCB memiliki jalur termal.Misalnya, pada dioda PMEG6030ELP yang dikemas CFP5 (Gambar 3), 35% panas ditransfer ke pin anoda melalui klem tembaga dan 65% ditransfer ke pin katoda melalui rangka utama.
dioda paket CFP5
“Eksperimen simulasi telah memastikan bahwa membagi unit pendingin menjadi dua bagian (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4) lebih kondusif untuk pembuangan panas.
Jika heatsink berukuran 1 cm² dipecah menjadi dua heatsink berukuran 0,5 cm² yang ditempatkan di bawah masing-masing dua terminal, jumlah daya yang dapat dihamburkan oleh dioda pada suhu yang sama meningkat sebesar 6%.
Dua heatsink berukuran 3 cm² meningkatkan pembuangan daya sekitar 20 persen dibandingkan dengan desain heatsink standar atau heatsink berukuran 6 cm² yang dipasang hanya pada katoda.”
Hasil Simulasi Termal dengan Heat Sink di Berbagai Area dan Lokasi Papan
Nexperia Membantu Desainer Memilih Paket yang Lebih Sesuai dengan Aplikasi Mereka
Beberapa produsen perangkat semikonduktor tidak memberikan informasi yang diperlukan kepada perancang untuk menentukan jenis paket mana yang akan memberikan kinerja termal yang lebih baik untuk aplikasinya.Dalam artikel ini, Nexperia menjelaskan jalur termal pada perangkat yang terikat kawat dan terikat chip untuk membantu desainer membuat keputusan yang lebih baik untuk aplikasi mereka.
Fakta singkat tentang NeoDen
① Didirikan pada tahun 2010, 200+ karyawan, 8000+ Sq.m.pabrik
② Produk NeoDen: Mesin PNP seri pintar, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, oven reflow IN6, IN12, printer pasta solder FP2636, PM3040
③ 10.000+ pelanggan sukses di seluruh dunia
④ 30+ Agen Global yang tersebar di Asia, Eropa, Amerika, Oseania, dan Afrika
⑤ Pusat Litbang: 3 departemen Litbang dengan 25+ insinyur Litbang profesional
⑥ Terdaftar di CE dan mendapat 50+ paten
⑦ 30+ insinyur kontrol kualitas dan dukungan teknis, 15+ penjualan internasional senior, respons pelanggan tepat waktu dalam 8 jam, solusi profesional disediakan dalam 24 jam
Waktu posting: 13 Sep-2023