Toplotna zasnova polprevodniških komponent v elektronskih napravah
Pri načrtovanju elektronskih naprav je bilo vedno treba obravnavati vprašanja, kot so miniaturizacija, učinkovitost in EMC (elektromagnetna združljivost). V zadnjih letih so bili toplotni protiukrepi za polprevodniške komponente vedno bolj cenjeni, toplotno načrtovanje polprevodniških komponent pa je postalo nova tema. Zaradi vpletenosti v zmogljivost, zanesljivost in varnost komponent in opreme je bila »toplota« vedno eden izmed pomembnih raziskovalnih projektov.
Polprevodniške komponente določajo absolutno največjo nazivno vrednost Tjmax temperature čipa znotraj paketa, ki je temperatura spoja. Med načrtovanjem je treba preučiti proizvodnjo toplote in temperaturo okolice, da se zagotovi, da temperatura stika izdelka ne preseže Tjmax. Zato bodo toplotni izračuni izvedeni na vseh polprevodniških komponentah, da se potrdi, ali je bil Tjmax presežen. Če je možno preseči Tjmax, je treba sprejeti ukrepe za zmanjšanje izgub ali odvajanje toplote, da Tjmax ostane znotraj največjega nazivnega območja. Na kratko, to je toplotna zasnova.
Za elektronske naprave so zahteve po miniaturizaciji in visoki zmogljivosti postale naravne, kar spodbuja nadaljnjo integracijo. Konkretno se kaže kot večje število komponent, večja gostota vgradnje na vezja in manjša velikost lupine. Rezultat je znatno povečanje toplotne gostote. Toplotna zasnova postaja vse bolj pomembna, saj pomaga izboljšati zanesljivost opreme, varnost in zmanjša skupne stroške.
Če toplotna zasnova ni skrbno izvedena in ustrezni ukrepi niso sprejeti v fazi načrtovanja, se lahko težave, ki jih povzroča toplota, odkrijejo med fazo poskusne proizvodnje izdelka ali celo pred množično proizvodnjo. Čeprav si morda ne želimo predstavljati težav, ki jih povzroča toplota, lahko nepravilna toplotna obdelava zlahka povzroči težave, povezane z osebno varnostjo, kot so dim, ogenj in celo ogenj. Zato je toplotna zasnova v osnovi zelo pomembna. Zato je treba toplotno zasnovo učinkovito izvesti že v začetni fazi.
