Hlajenje energije za optimizacijo učinkovitosti in stroškov
Toplotna simulacija je pomemben del razvoja električnih proizvodov in zagotavljanja smernic materiala za izdelke. Optimizacija velikosti modula je razvojni trend oblikovanja terminalske opreme, ki prinaša pretvorbo upravljanja toplotne disipacije iz kovinskega pomivalnega korita v PCB bakro plast. Nekateri moduli danes uporabljajo nižje preklopne frekvence za napajalnike v načinu stikala in velike pasivne komponente. Za pretvorbo napetosti in tihi tok, ki vozi notranji vezje, je učinkovitost linearnega regulatorja razmeroma nizka.
Ker funkcije postajajo vse bolj obilne, postaja zmogljivost vedno večja in večja, zasnova naprave pa postaja vse bolj kompaktna. V tem trenutku postane simulacija razsipanja toplote na ravni IC in sistema zelo pomembna.
Temperatura delovnega okolja nekaterih aplikacij je od 70 do 125 °C, temperatura nekaterih avtomobilskih aplikacij v velikosti die pa celo do 140°C. Za te aplikacije je neprekinjeno delovanje sistema zelo pomembno. Pri optimizaciji elektronskih modelov postaja vse pomembnejša točna toplotna analiza v prehodnih in statičnih najslabših scenarijih za omenjeni dve vrsti aplikacij.
Poti toplotne disipacije in toplotne odpornosti se razlikujejo glede na različne načine izvajanja: Toplotne disipation blazinice, povezane z notranjo ploščo za toplotno pomivalno ploščo ali luknje za razsip toplote na križišču izbočišč. S spajkalnikom priključite izpostavljeno toplotno blazinico ali bump povezavo z zgornjim slojem PCB. Odprtina na PCB pod izpostavljeno toplotno blazinico ali bump priključkom, ki se lahko priključi na razširjeno toplotno pomivalno osnovo, priključeno na kovinsko ohišje modula. Uporabite kovinske vijake za priključitev grelnega korita na pomivalno korito na zgornji ali spodnji bakreni plasti PCB kovinske lupine. S spajkalnikom priključite izpostavljeno toplotno blazinico ali bump povezavo z zgornjim slojem PCB. Poleg tega je teža ali debelina bakra, ki se uporablja na vsaki plasti PCB, zelo kritična. Kar zadeva analizo toplotne odpornosti, ta parameter neposredno vpliva na plasti, povezane z izpostavljenimi blazinicami ali bumpinami. Na splošno so to zgornji, toplotni umivalnik in spodnje plasti v večplastni tiskani vezji. V večini aplikacij je lahko dvounca baker (2 unca baker = 2,8 mils ali 71 μm) notranji sloj, in 1-ska baker (1 unca baker = 1,4 mils ali 35 μm) notranji sloj, ali vse so 1 unca težka bakra pladen plast. V aplikacijah za potrošniško elektroniko nekatere aplikacije uporabljajo celo 0,5 unce bakra (0,5 unce bakra = 0,7 milijona ali 18 μm) plasti.
Podatki o modelu
Za simuliranje temperature umiranja je potreben diagram postavitve IC, ki vključuje vse moči FET na die in dejanske položaje, ki so v skladu z načeli pakiranja in spajkanja.
Razmerje med velikostjo in vidikom vsakega FET-a je zelo pomembno za porazdelitev toplote. Še en pomemben dejavnik, ki ga je treba upoštevati, je, ali se FET napaja sočasno ali zaporedno. Točnost modela je odvisna od uporabljenih fizičnih podatkov in lastnosti materiala. Statična ali povprečna analiza moči modela zahteva le kratek čas izračuna, konvergenca pa se zgodi, ko se zabeleži največja temperatura.
Za prehodno analizo so potrebni podatki za primerjavo časa moči. Uporabili smo boljši analitični postopek kot preklopni napajalni kovček, da smo zabeležili podatke, da bi natančno zajeli vrhnje zvišanje temperature med hitrimi impulzi moči. Ta vrsta analize je na splošno zamudna in zahteva več vnosa podatkov kot simulacija statične moči.
Ta model lahko simulira epoksi pore v območju die connection, ali plating pore toplote PCB umivalnika. V obeh primerih bodo epoksi/plating pore vplivale na toplotno odpornost pakiranja.
Toplotna simulacija je pomemben del razvoja električnih produktov. Poleg tega vas lahko vodi tudi k nastavitvi parametrov toplotne odpornosti, ki pokrivajo celotno paleto od silicija čipa FET križišča do implementacije različnih materialov v izdelku. Ko bomo razumeli različne poti toplotne odpornosti, lahko optimiziramo številne sisteme za vse aplikacije.
Te podatke je mogoče uporabiti tudi za določitev korelacije med odstopajočim faktorjem in povečanjem temperature delovanja okolja. Te rezultate lahko uporabimo za pomoč razvojnih skupin izdelkov pri razvoju svojih modelov.
