Rætt um hugtökin hitaleiðni flísar og hitamyndun
Þessi grein fjallar aðallega um hugtökin hitaleiðni/hitun flísar, hitauppstreymi, hitastigshækkun og varmahönnun.
Flíshitun og tap
Aflmissi flíssins vísar annars vegar til mismunsins á virku inntaksafli og úttaksafli, sem kallast dreifður kraftur. Þessum hluta tapsins verður breytt í hitalosun. Hitamyndun er ekki af hinu góða og mun draga úr áreiðanleika íhluta og búnaðar. Það mun skaða flísina alvarlega.
Dreifingarafl, það verður þessi breytu í SPEC sumra flögum, sem vísar til hámarks leyfilegrar aflútbreiðslu, aflútbreiðslu og hiti eru samsvarandi, því meiri leyfileg aflnotkun, samsvarandi mótshitastig er einnig mun vera stærra.
Aftur á móti vísar flísaorkunotkun til magns orku sem rafbúnaður eyðir á tímaeiningu, og einingin er W, eins og loftkælir 2000W og svo framvegis.
Hitaþol og hitastigshækkun
Við þekkjum öll orðatiltæki: Snjór kólnar ekki og snjór verður kaldur. Þetta er líkamlegt ferli. Snjókoma er ferli desublimation og exotherm, og bráðnun snjós er ferli bráðnunar og gleypa hita. Hitastig flíssins er miðað við umhverfishitastig (25 gráður), þannig að hugtakið varmaviðnám verður að nefna.
Hitaviðnám vísar til hlutfallsins á milli hitamismunar í báðum endum hlutarins og krafts varmagjafans þegar hita berst á hlutinn og einingin er gráðu /W eða K/W. Eins og sést á myndinni hér að neðan, þegar flís er lóðaður á PCB, eru þrjár helstu hitaleiðnileiðir fyrir flísina, sem samsvara þremur hitauppstreymi.
1. Hitaviðnám innan úr flísinni til skel og pinna - flísinn er fastur og ekki hægt að breyta.
2. Hitaþolið frá flíspinnunum að PCB borðinu - ákvarðað af góðri lóðun og PCB borði.
3. Hitaviðnám frá flísarhólfinu í loftið - ákvarðað af hitavaskinum og jaðarrými flísarinnar. Hálfleiðara flís hitauppstreymi breytur
Ta er umhverfishiti, Tc er yfirborðshiti og Tj er hitastig á mótum. Θja: Hitaviðnám milli hitastigs móta (Tj) og umhverfishita (Ta). Θjc: Hitaviðnám milli hitastigs tengis (Tj) og hitastigs yfirborðs hólfs (Tc). Θca: Hitaþol milli yfirborðshita hylkis (Tc) og umhverfishita (Ta).
Útreikningsformúla hitauppstreymis er: Θja=(Tj-Ta)/Pd → Tj=Ta plús Θja*Pd þar sem Θja*Pd er hitastigshækkun, sem einnig má kalla hitagildi .
1. Við skilyrði stöðugrar hitauppstreymis, því minni sem orkunotkun Pd er, því lægra verður hitastigið.
2. Ef um ákveðna orkunotkun er að ræða, því minni sem varmaviðnámið er, því betra, og því minni sem varmaviðnámið er, því betri er hitaleiðni.
Mistök við útreikninga á hitastigi tengihita
Margir nota þessa formúlu til að reikna út hitastig mótsins: Tj=Ta plús Θja*Pd, sem kemur fram í skjölum TI, en það er ekki nákvæmt.
Almenna merkingin er sú að Θja er fjölbreyta aðgerð, sem getur ekki endurspeglað raunverulegt ástand flíssins sem er lóðað á PCB, og hefur sterka fylgni við hönnun PCB og stærð Chip/Pad. Þegar þessir þættir breytast mun gildi Θja einnig breytast. Það er mikill munur á milli flísaframleiðenda sem prófa Θja og raunverulegrar notkunar okkar, þannig að það er notað til að reikna út hitastig tengisins og villan verður mikil.
Hitaviðnám Θja hefur sterka fylgni við þessar breytur
Á sama tíma, með því að nota formúluna Tj=Tc plús Θjc*Pd til að mæla hitastigið Tc á flísskelinni með innrauðri myndavél, og þá er útreikningur Tj ekki mjög nákvæmur. Θja og Θjc sem framleiðandinn gefur upp gætu verið meira fyrir okkur til að meta hitauppstreymi flísarinnar og bera það saman við aðrar flísar.
Í breytum sumra flísa verða ΨJT og ΨJB. Þessar tvær breytur eru ekki raunverulegt hitauppstreymi. Aðferðin sem flísaframleiðendur nota til að prófa ΨJT og ΨJB er mjög nálægt notkunarumhverfi raunverulegs tækis, svo það er hægt að nota hana til að áætla hitastig mótanna. Það er einnig samþykkt af iðnaðinum og það má sjá að þessar tvær breytur eru minni en Θja og Θjc, þannig að við sömu orkunotkun er hitastig mótanna sem reiknað er með Θja hærra en raunverulegt hitastig.
ΨJT vísar til Junction to Top of Package, færibreytan frá mótum að pakkaskel, reikniformúlan er Tj=Tc plús ΨJT*Pd, Tc er hitastig flísskeljarins. ΨJB, vísar til tengi til borðs, tengi til PCB borðs, reikniformúlan er: Tj=Tb plús ΨJB*Pd, Tb er hitastig PCB borðsins.
Hægt er að nota ΨJT og ΨJB til að reikna út hitastig mótsins
Varmahönnun
Varmahönnunin er sú sama og EMC vandamálið, það er best að leysa það á fyrstu stigum, annars verður seinna leiðréttingin mjög erfið. Á fyrstu stigum hönnunarinnar er horft til uppbyggingar, PCB stöflunar, skipulags, skreytinga o.s.frv., og hitaleiðniefna er skoðuð á seinna stigi.
