עיצוב תרמי של רכיבי מוליכים למחצה במכשירים אלקטרוניים

בתכנון של מכשירים אלקטרוניים, תמיד היה צורך לטפל בנושאים כמו מזעור, יעילות ו-EMC (תאימות אלקטרומגנטית). בשנים האחרונות, אמצעי נגד תרמיים עבור רכיבי מוליכים למחצה זוכים להערכה רבה יותר, ותכנון תרמי של רכיבי מוליכים למחצה הפך לנושא חדש. בשל מעורבותו בביצועים, אמינות ובטיחות של רכיבים וציוד, "חום" תמיד היה אחד מפרויקטי המחקר החשובים.

רכיבי מוליכים למחצה מציינים את הערך המרבי המרבי המוחלט Tjmax של טמפרטורת השבב בתוך החבילה, שהיא טמפרטורת הצומת. במהלך התכנון, יש צורך ללמוד את ייצור החום וטמפרטורת הסביבה כדי להבטיח שטמפרטורת הצומת של המוצר לא תעלה על Tjmax. לכן, יבוצעו חישובים תרמיים על כל רכיבי המוליכים למחצה כדי לאשר אם חריגה מ- Tjmax. אם ניתן לחרוג מ- Tjmax, יש לנקוט באמצעים להפחתת הפסדים או פיזור חום כדי לשמור על Tjmax בטווח המרבי המדורג. בקיצור, זה עיצוב תרמי.

עבור מכשירים אלקטרוניים, הדרישות למזעור וביצועים גבוהים הפכו טבעיות, ובכך לקדם אינטגרציה נוספת. באופן ספציפי, זה מתבטא כמספר גבוה יותר של רכיבים, צפיפות התקנה גבוהה יותר על לוחות מעגלים וגודל מעטפת קטן יותר. התוצאה היא עלייה משמעותית בצפיפות החום. עיצוב תרמי הופך חשוב יותר ויותר מכיוון שהוא עוזר לשפר את אמינות הציוד, הבטיחות ולהפחית את העלויות הכוללות.

אם התכנון התרמי לא מבוצע בקפידה ולא ננקטים אמצעים מתאימים במהלך שלב התכנון, עלולות להתגלות בעיות הנגרמות מחום בשלב ייצור ניסוי המוצר או אפילו לפני ייצור המוני. למרות שאולי לא נרצה לדמיין את הבעיות הנגרמות מחום, טיפול לא נכון בחום יכול בקלות להוביל לבעיות הקשורות לבטיחות האישית כמו עשן, אש ואפילו אש. לכן, עיצוב תרמי הוא ביסודו מאוד חשוב. לכן, יש צורך לבצע ביעילות תכנון תרמי משלב ההתחלה.