Thermal characterization of complex electronics: understanding structure functions

Niniejszy artykuł techniczny opisuje, w jaki sposób pomiary temperatury przejściowej dla określenia charakterystyki cieplnej półprzewodników pomagają ograniczyć ryzyko awarii elektroniki i ewentualnych wycofań produktu. Artykuł skupia się na wartości analizy ścieżki przepływu ciepła z wykorzystaniem funkcji struktury w celu określenia wskaźników termicznych komponentu i pakietu, diagnozy awarii i zwiększenia dokładności modelu symulacji termicznej podczas rozwoju elektroniki.

Funkcje struktury oznaczają profil oporu cieplnego względem pojemności cieplnej w przypadku ścieżki przepływu ciepła od złącza do otoczenia. Są wyznaczane na podstawie dokładnych pomiarów temperatury przejściowej na złączach. Dostarczają one szczegółowych informacji na temat charakterystyki termicznej każdej warstwy pakietu. Inżynierowie mogą określić charakterystykę fizyczną wszystkich warstw: mocowania, podłoża, materiału przewodzącego ciepło i obudowy pakietu, a nawet scharakteryzować działanie urządzeń chłodzących, takich jak radiatory, wiatraki i płyty chłodzące.

W artykule zostały opisane 3 przykłady wykorzystania funkcji struktury w zastosowaniach związanych z elektroniką i półprzewodnikami: Oświetlenie LED – charakterystyka oporów cieplnych na stykach i identyfikacja defektów; pomiary przewodzenia ciepła przez materiały TIM oraz kalibracja modelu termicznego komponentu.

Poruszane tematy to między innymi:

• Metody testów elektrycznych (w tym standardy testowe JEDEC) oraz pomiary temperatury złącza (Tj) i impedancji cieplnej (z wykorzystaniem Simcenter T3STER).
• Wykorzystanie funkcji struktury do określenia wskaźników termicznych, m.in. oporu cieplnego (Rth) i kalibracji modeli cieplnych.
• Wskazówki dotyczące kumulatywnych i różnicujących funkcji struktury.