Val á ofnum og notkunargrundvöllur
Flestir rafeindaíhlutir, sérstaklega örgjörvar og örstýringar, hafa haldið áfram að aukast í hitauppstreymi vegna áframhaldandi minnkandi stærðar. Í ljósi þess að lífslíkur, áreiðanleiki og afköst eru í öfugu hlutfalli við rekstrarhitastig tækisins, er afleiðing þessarar þróunar sú að hitauppstreymi og stjórnun eru orðin stórt hönnunarmál. Þess vegna er það á ábyrgð hönnuðarins' að hafa skýran skilning á skilvirkri hitauppstreymi og tiltækum hitaupptökulausnum til að halda rekstrarhitastigi búnaðarins innan þess marks sem birgir setur.
Vinnulag ofnsins er að auka yfirborðsflatarmál tækisins sem verður fyrir kælivökva (lofti). Ef ofninn er rétt uppsettur getur hann dregið úr hitastigi búnaðarins með því að bæta hitaflutninginn yfir mörk fastloftsins til kaldara umhverfisloftsins.
1. Hitarás
Aflið í samþættri hringrás (IC) dreifist í formi hita frá virku smáramótinu og hitastig tengisins er í réttu hlutfalli við aflið sem dreifist. Framleiðandinn tilgreinir hámarkshitastig á mótum en hann er yfirleitt um 150°C. Ef farið er yfir þetta mótshitastig mun almennt valda skemmdum á tækinu, þannig að hönnuðurinn verður að finna leiðir til að flytja eins mikinn hita og mögulegt er frá IC. Til að gera þetta geta þeir reitt sig á frekar einfalt líkan til að mæla flæði hita. Þetta líkan er svipað og rafmagnsútreikningur Ohm's lögmáls, byggt á hugmyndinni um hitaviðnám, með tákninu θ (Mynd 1).
í:
θ er hitaviðnám yfir varmahindrunina í ℃/W.
∆T er hitamunurinn yfir hitahindrunina í ℃.
P er krafturinn sem hnúturinn eyðir, í vöttum.
Frá líkamlegu skipulagi IC og hitavaskinum eru mörg varmaviðmót. Hið fyrra er á milli mótanna og tilviks IC og er táknað með hitauppstreymi θjc.
Hitavaskurinn er tengdur við IC með því að nota hitaviðmótsefni (TIM) eins og hitauppstreymi eða hitateip til að auka hitaleiðni milli tækjanna tveggja. Þetta varmaleiðandi lag hefur yfirleitt mjög lágt hitaviðnám, sem er hluti af varmaviðnáminu frá skelinni að hitaupptökunni, gefið upp með θcs. Síðasta stigið er viðmótið milli ofnsins og umhverfisins í kring, táknað með θsa.
Hitaviðnám er eins og viðnám í rafrásum sem eru raðtengdar. Summa allra hitauppstreymisviðnáms er heildarvarmaviðnám frá mótum til umhverfisloftsins.
Almennt munu IC framleiðendur óbeint eða beinlínis tilgreina hitauppstreymi frá mótum til máls. Þessi forskrift getur verið veitt í formi hámarkshitastigs hússins, sem útilokar einn af varmaviðnámsþáttunum. Hönnuður IC forritsins hefur enga stjórn á hitauppstreymiseiginleikum tengisins við málið. Hins vegar getur hönnuðurinn valið TIM og hitaupptöku eiginleikana til að kæla IC að fullu og halda tengihitastigi undir tilgreindu hámarkshitastigi.Almennt séð, því minni sem hitaviðnám TIM og hitaupptökutækisins er, því lægra er hitastig IC'hylkisins sem á að kæla.
2 Dæmi um val á ofni
BG röð hitavaskarnir sem Ohmite býður upp á eru hannaðir til notkunar í kúlugrid array (BGA) eða plast kúlu grid array (PGBA) miðvinnslueiningu (CPU), grafískri vinnslueiningu (GPU) eða álíka örgjörva með ferhyrndu pakka undirlagi (Mynd 2).
Það eru 10 gerðir af hitaupptökuhönnun í þessari röð, með undirlagi sem passar við algengar IC stillingar, á bilinu 15 × 15 millimetrar (mm) til 45 × 45 mm og uggasvæði á bilinu 2.060 til 10.893 mm2 (tafla 1). Þessir RoHS-samræmdu hitavaskar eru úr svörtu anodized 6063-T5 álblendi.
Lokaorð
Frá sjónarhóli hitaleiðni er það tiltölulega einfalt að velja ofn. Eins og nefnt er hér að ofan, þá veitir Ohmite BG röð hita vaskur framkvæmanlega lausn á kælingu vandamál ICs í BGA pakka.
