Sail dewis a chymhwyso rheiddiadur
Mae'r rhan fwyaf o gydrannau electronig, yn enwedig microbrosesyddion a microcontrolwyr, wedi parhau i gynyddu mewn dwysedd thermol oherwydd maint parhaus yn crebachu. O ystyried bod disgwyliad oes, dibynadwyedd a pherfformiad mewn cyfrannedd gwrthdro â thymheredd gweithredu'r ddyfais, canlyniad yr esblygiad hwn yw bod dylunio a rheoli thermol wedi dod yn fater dylunio o bwys. Felly, cyfrifoldeb y dylunydd' s yw bod â dealltwriaeth glir o reolaeth thermol effeithiol a'r atebion sinc gwres sydd ar gael er mwyn cadw tymheredd gweithredu'r offer o fewn yr ystod a osodir gan y cyflenwr.
Egwyddor weithredol y rheiddiadur yw cynyddu arwynebedd y ddyfais sy'n agored i'r oerydd (aer). Os yw'r rheiddiadur wedi'i osod yn iawn, gall ostwng tymheredd yr offer trwy wella trosglwyddiad gwres ar draws y ffin aer solet i'r aer amgylchynol oerach.
1. Cylched thermol
Mae'r pŵer mewn cylched integredig (IC) yn cael ei afradloni ar ffurf gwres o'r gyffordd transistor gweithredol, ac mae tymheredd y gyffordd yn gymesur â'r pŵer sy'n cael ei afradloni. Mae'r gwneuthurwr yn nodi'r tymheredd cyffordd uchaf, ond yn gyffredinol mae tua 150 ° C. Yn gyffredinol, bydd mynd y tu hwnt i'r tymheredd cyffordd hon yn achosi niwed i'r ddyfais, felly mae'n rhaid i'r dylunydd ddod o hyd i ffyrdd o drosglwyddo cymaint o wres â phosibl o'r IC. I wneud hyn, gallant ddibynnu ar fodel eithaf syml i fesur llif y gwres. Mae'r model hwn yn debyg i gyfrifiad trydanol cyfraith Ohm' s, yn seiliedig ar y cysyniad o wrthwynebiad thermol, gyda'r symbol θ (Ffigur 1).
yn:
θ yw'r gwrthiant thermol ar draws y rhwystr thermol yn ℃ / W.
∆T yw'r gwahaniaeth tymheredd ar draws y rhwystr thermol yn ℃.
P yw'r pŵer sy'n cael ei afradloni gan y nod, mewn watiau.
O gynllun ffisegol yr IC a'r sinc gwres, mae yna lawer o ryngwynebau thermol. Mae'r cyntaf rhwng y gyffordd ac achos yr IC ac fe'i cynrychiolir gan y gwrthiant thermol θjc.
Mae'r sinc gwres wedi'i bondio â'r IC gan ddefnyddio deunydd rhyngwyneb thermol (TIM) fel past thermol neu dâp thermol i wella'r dargludedd thermol rhwng y ddau ddyfais. Yn gyffredinol, mae gan yr haen dargludol thermol hon wrthwynebiad thermol isel iawn, sy'n rhan o'r gwrthiant thermol o'r gragen i'r sinc gwres, wedi'i fynegi gan θcs. Y lefel olaf yw'r rhyngwyneb rhwng y rheiddiadur a'r amgylchedd o'i amgylch, wedi'i ddynodi gan θsa.
Mae gwrthiant thermol fel gwrthyddion mewn cylchedau electronig, sydd wedi'u cysylltu mewn cyfres. Swm yr holl wrthwynebiadau thermol yw cyfanswm y gwrthiant thermol o'r gyffordd i'r aer amgylchynol.
Yn gyffredinol, bydd gwerthwyr IC yn nodi'n benodol neu'n benodol y gwrthiant thermol o'r gyffordd i'r achos. Gellir darparu'r fanyleb hon ar ffurf tymheredd achos uchaf, gan ddileu un o'r elfennau gwrthiant thermol. Nid oes gan ddylunydd yr IC cais unrhyw reolaeth dros nodweddion gwrthiant thermol y gyffordd i'r achos. Fodd bynnag, gall y dylunydd ddewis y nodweddion TIM a sinc gwres i oeri'r IC yn llawn a chadw tymheredd y gyffordd yn is na'r tymheredd uchaf penodedig.A siarad yn gyffredinol, y lleiaf yw gwrthiant thermol yr TIM a'r sinc gwres, yr isaf yw tymheredd yr achos IC' s i'w oeri.
2 Enghraifft o ddewis rheiddiadur
Mae'r sinciau gwres cyfres BG a ddarperir gan Ohmite wedi'u cynllunio i'w defnyddio mewn uned prosesu canolog arae grid pêl (BGA) neu arae grid pêl blastig (PGBA), uned brosesu graffeg (GPU) neu broseswyr tebyg gydag is-haen pecyn sgwâr (Ffigur 2).
Mae 10 math o ddyluniadau sinc gwres yn y gyfres hon, gyda swbstradau yn cyfateb i gyfluniadau IC cyffredin, yn amrywio o ran maint o 15 × 15 milimetr (mm) i 45 × 45 mm, ac ardaloedd esgyll yn amrywio o 2,060 i 10,893 mm2 (Tabl 1). Mae'r sinciau gwres sy'n cydymffurfio â RoHS wedi'u gwneud o aloi alwminiwm anodized 6063-T5 du.
Sylwadau i gloi
O safbwynt afradu gwres, mae dewis rheiddiadur yn gymharol syml. Fel y soniwyd uchod, mae sinc gwres cyfres Ohmite BG yn darparu datrysiad dichonadwy i broblem oeri ICs mewn pecynnau BGA.
