সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে তাপ সিঙ্কের প্রয়োগ

তাপ সিঙ্কগুলি অর্ধপরিবাহক শিল্পের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, যা তাপীয় কর্মক্ষমতা পরিচালনা এবং ইলেকট্রনিক ডি যেহেতু সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলি শক্তির ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে আকারে হ্রাস পাচ্ছে, কার্যকর তাপীয় ব্যবস এই নিবন্ধটি তাপ সিঙ্কের পিছনে প্রযুক্তি, সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে তাদের অ্যাপ্লিকেশন এবং এই ক্ষেত্রে ভবি

হিট সিঙ্ক প্রযুক্তি এবং অ্যাপ্লিকেশন

1. প্রক্রিয়া প্রযুক্তির ওভারভিউ

তাপ সিঙ্কগুলি একটি কঠিন পৃষ্ঠ থেকে তাপ বিচ্ছিন্ন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, প্রাথমিকভাবে পরিবাহ এবং সং তারা সাধারণত উচ্চ তাপ পরিবাহকতা উপকরণ যেমন অ্যালুমিনিয়াম, তামা বা উভয়ের সমন্বয় থেকে তৈরি করা হয়। উৎপাদন প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে এক্সট্রুশন, ডাই-কাস্টিং, মেশিনিং এবং সম্প্রতি, জটিল জ্যামিতির জন্য অ্য অ্যানোডাইজিং বা ধাতুপট্টাবৃত্তির মতো পৃষ্ঠভূমি চিকিত্সা জারা প্রতিরোধের এবং তাপ স্থানান

১.১ সাধারণ পয়েন্ট

আধা-পরিবাহক ডিভাইসগুলির সর্বোত্তম পারফরম্যান্স প্রদানের জন্য প্রস্তুতকারকের দ্বারা নির্দেশিত সর্বো

সাধারণত এই সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা শুধুমাত্র কম শক্তির আউটপুটে সংশ্লিষ্ট ডিভাইসটি চালানোর মাধ্যমে

সর্বোচ্চ রেটিংয়ের কাছাকাছি আউটপুটে অর্ধ-কন্ডাক্টর ডিভাইসগুলিকে তথাকথিত হিটসিঙ্ক দ্বারা শীতল

এই হিটসিঙ্কগুলির তাপীয় পারফরম্যান্স প্রাথমিকভাবে তারা যে উপাদান থেকে তৈরি হয় তার তাপীয় পরিবাহকতা, পৃষ্ঠে

এছাড়াও, পৃষ্ঠের রঙ, মাউন্টিং অবস্থান, তাপমাত্রা, পরিবেশের বায়ুর গতি এবং মাউন্টিং স্থান সব একটি অ্যাপ্লিকেশন থেকে অন্য অ্যাপ্

ইলেকট্রনিক কুলিং সিস্টেম পরীক্ষা করার বা তাপ প্রতিরোধের নির্ধারণের জন্য কোনও সম্মত আন্তর্জাতিক মান প

1.2. তাপীয় প্রতিরোধের নির্ধারণ

তাপীয় প্রতিরোধ হ'ল যান্ত্রিক বিবেচনা ছাড়াই কুলার নির্বাচনে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি। তাপীয় প্রতিরোধের নির্ধারণের জন্য নিম্নলিখিত সমীকরণ প্রযোজ্যঃ

সমীকরণ ১: RthK = − (RthG + RthM) = − RthGM

যদি এমন একটি অ্যাপ্লিকেশন থাকে যেখানে সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা অতিক্রম করা হয় না তাহলে তাপমাত্রা যাচা

যখন কেসের তাপমাত্রা পরিমাপ করা হয় তখন নিম্নলিখিত সমীকরণ ব্যবহার করে সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা গণনা করতে সক্ষম

সমীকরণ ২: θi = θG + P x RthG

নির্ধারকদের অর্থঃ

i = প্রস্তুতকারকের দ্বারা নির্দেশিত ডিভাইসের সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা। "নিরাপত্তা কারণ" হিসেবে এটি ২০-৩০ ডিগ্রি সেলসিয়াস হ্রাস করা উচিত।

θu = ডিগ্রি সেলসিয়াসে পরিবেশের তাপমাত্রা।

হিটসিঙ্কের উজ্জ্বল তাপের কারণে তাপমাত্রা বৃদ্ধি 10-30 ডিগ্রি সেলসিয়াসের একটি মার্জিন বৃদ্ধি করা উচিত।

Δθ = সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা এবং পরিবেশের তাপমাত্রার মধ্যে পার্থক্য।

θG = ডিভাইস কেসের পরিমাপিত তাপমাত্রা (সমীকরণ 2) ।

P = ডিভাইসের সর্বোচ্চ শক্তি রেটিং [W] Rth = তাপীয় প্রতিরোধের [K/W]

RthG = সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের অভ্যন্তরীণ তাপীয় প্রতিরোধের (প্রস্তুতকারক দ্বারা নির্দ

RthM = মাউন্টিং পৃষ্ঠের তাপীয় প্রতিরোধের। TO 3 ক্ষেত্রে নিম্নলিখিত আনুমানিক মানগুলি প্রযোজ্যঃ

1. শুকনো, insulatar ছাড়া 0.05 - 0.20 কে / ডব্লিউ

2. তাপীয় যৌগ সঙ্গে / নিরোধক ছাড়া 0.005 - 0.10 কে / ডব্লিউ

3. তাপীয় যৌগ সঙ্গে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড ওয়েফার 0.20 - 0.60 কে / ওয়াট

4. মাইকা ওয়েফার (0.05 মিমি পুরু) তাপীয় যৌগ সহ 0.40 - 0.90 কে / ডব্লিউ

RthK = হিটসিঙ্কের তাপীয় প্রতিরোধের, যা সরাসরি ডায়াগ্রাম থেকে নেওয়া যেতে পারে

RthGM = RthG এবং RthM এর যোগ। বেশ কয়েকটি ট্রান্জিস্টরের সমান্তরাল সংযোগের জন্য RthGM মান নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা নির্ধারণ করা য

সমীকরণ ৩: = + + . .. +

ফলাফলটি সমীকরণ ১ দিয়ে প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে।

K = কেলভিন, যা তাপমাত্রা পার্থক্যের স্ট্যান্ডার্ড পরিমাপ, পরিমাপ করা হয় °C, তাই 1 °C = 1 K।

K/W = প্রতি ওয়াট কেলভিন, তাপ প্রতিরোধের ইউনিট।

গণনা উদাহরণঃ

1. 60 ওয়াট রেটিং সহ একটি টু 3 পাওয়ার ট্রান্জিস্টরের সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা 180 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড ওয়েফারগুলির সা

হিটসিঙ্কের জন্য কী তাপীয় প্রতিরোধের প্রয়োজন?

দেওয়া হয়েছে:

পি = 60 ওয়াট আর থিজি = 0.6 কে/ডাব্লু

θi = 180 °C - 20 °C = 160 °C (নিরাপত্তা মার্জিনের জন্য) RthM = 0.4 K/W (গড় মান)

θu = 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস

সমীকরণ 1 ব্যবহার করে RthK = θi θu − (RthG + RthM) = − (0.6 কে/ডব্লিউ + 0.4 কে/ডব্লিউ) = 1,0 কে/ডব্লিউ

1.3 উপরের মতো একই শর্ত কিন্তু সমানভাবে বিতরণ করা শক্তি রেটিং সহ তিনটি ডিভাইসের জন্য।

সমাধান সমীকরণ 1 এবং সমীকরণ 3 ব্যবহার করুন = + + = ডাব্লু / কে RthGM জেস। = কে/ডব্লিউ = 0.33 কে/ডব্লিউ

প্রতিস্থাপন সমীকরণ 1 দেয়: RthK = _ 0.33 কে / ডব্লিউ = 1.67 কে / ডব্লিউ

এই মানগুলি নির্ধারিত করে, সম্ভাব্য হিটসিঙ্ক প্রোফাইলের একটি পছন্দ দেওয়ার জন্য পৃষ্ঠা A 13 - 17 এর টেবুলেশন ব্যবহার তারপর অঙ্কন এবং বক্ররেখা পরীক্ষা করে চূড়ান্ত পছন্দ করা যেতে পারে।

3. 50 ওয়াটের শক্তি রেটিং এবং 0.5 কে / ওয়াটের অভ্যন্তরীণ তাপীয় প্রতিরোধের সাথে একটি ট্রান্জিস্টর 40 ডিগ্রি সেলসিয জংশন তাপমাত্রার প্রকৃত মান কি?

দেওয়া হয়েছে:

P = 50 W R thG = 0.5 K / W θG = 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস

খুঁজুন: θiusing সমীকরণ 2

θi = θG+ (P • RthG) θi = 40 ° C + (50 W • 0.5 K / W) = 65 ° C

জোর দিয়ে সংবহন সহ কোনও প্রোফাইলের তাপীয় প্রতিরোধের

RthKf ≈ একটি • RthK

RthKf = জোর দিয়ে সংবহন সহ তাপীয় প্রতিরোধের

RthK = প্রাকৃতিক সংবহন সহ তাপীয় প্রতিরোধের

a = অনুপাতের কারণ

2. ইলেকট্রনিক সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের পারফরম্যান্স, সার্ভিস লাইফ এবং নির্ভরযোগ্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে সর্বোচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা অতিক্রম করার ফলে ত্রুটি হয়। অনুমোদিত জংশন তাপমাত্রা অতিক্রম করার ফলে সেমিকন্ডাক্টর ধ্বংস হয়। এটি আরও খারাপ করার জন্য, ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলির ক্রমাগত একত্রীকরণ এবং শক্তি ঘনত্ব বৃদ্ধির জন্য অর্ধপরিবাহক শিল্ তাপ সমস্যার সমাধানের জন্য প্রথম প্রশ্ন হল কোন ধরনের তাপ অপচয় বিবেচনা করা উচিত। এর জন্য বিভিন্ন প্রক্রিয়া পাওয়া যায়ঃ বিভিন্ন হিটসিঙ্ক সমাধানের সাথে বিনামূল্যে কনভেকশন (প্যাসিভ) এর মাধ্যমে, জোর দিয়ে কনভেকশন (ফ্যান

তবে, ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং সিস্টেমগুলির অনেক ভিন্ন সীমানা এবং ইনস্টলেশন শর্ত রয়েছে। তাই সর্বোত্তম তাপীয় ব্যবস্থাপনার নির্বাচন প্রায়ই কঠিন। গণনার জন্য তাপ প্রতিরোধের ব্যবহার করে বা সরাসরি অ্যাপ্লিকেশনটিতে প্রোটোটাইপগুলি পরীক্ষা এবং যাচাই করে সঠিক তাপ অপচয় ধারণাটি খুঁজে পেতে অবশ্যই সম্ ছোট যান্ত্রিক পোস্ট-মেশিনিং, যেমন অতিরিক্ত সমন্বিত থ্রেড বা ড্রিলিং তাপ প্রতিরোধের তাপমাত্রায় নিরাপত্তা রিজার্ভের সাথে গণনায় বিবেচনা করা

তাপীয় সিমুলেশনে বিবেচনা করা কারণ

কিংকা তাপীয় সিমুলেশনের মাধ্যমে, শীতল করার ধারণার প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্যগুলি সঠিকভাবে নির্ধারণ ভর, শক্তি এবং আবেগের মতো শারীরিক ধারণাগুলির উপর ভিত্তি করে, সফটওয়্যারটি বিশেষভাবে প্রাকৃতিক বা জোরপূর্ব একই সময়ে, সিস্টেমটি তরলের মাধ্যমে তাপ ব্যয় করে। এছাড়াও, তাপীয় সিমুলেশন তাপীয় বিকিরণ এবং অস্থিরতার মতো শারীরিক প্রভাবগুলি গণনা করে। বিভিন্ন পৃষ্ঠের বিকিরণ কারণগুলিও একটি ভূমিকা পালন করে।

কিংকা তাপীয় সিমুলেশন থিম সম্পর্কে আপনাকে বিস্তারিত পরামর্শ দিতে খুশি হবে। আমাদের বিশেষজ্ঞরা সমস্ত প্রযুক্তিগত পরামর্শের জন্য আপনার উপস্থিতিতে রয়েছেন।

২.২ সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের ভূমিকা

তাপ সিঙ্কগুলি নিরাপদ সীমার মধ্যে জংশন তাপমাত্রা বজায় রাখতে, তাপীয় পালানো প্রতিরোধ করতে এবং স্থিতিশীল অপার সিপিইউ, জিপিইউ, পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর (আইজিবিটি, এমওএসএফইটি) এবং ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট এবং ইলেকট্রনিক এসেমব্লির মধ্

২.৩ প্রয়োগের মূল ক্ষেত্র

· উচ্চ-পারফরম্যান্স কম্পিউটিং (এইচপিসি): সুপার কম্পিউটার এবং ডেটা সেন্টারগুলিতে প্রসেসর শীতল করার জন্

· অটোমোবাইল ইলেকট্রনিক্স: বৈদ্যুতিক যানবাহন ইনভার্টার, এডিএএস সিস্টেম এবং ইনফোটেইনামেন্ট ইউনি

· টেলিযোগাযোগ: ভারী লোডের অধীনে বেস স্টেশন এবং রাউটারের পারফরম্যান্স বজায় রাখে।

3. উপসংহার

তাপ উত্পাদনের ক্রমাগত বৃদ্ধি পরিচালনা করার সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের ক্ষমতার জন্য তাপ সিঙ্কগুলি মৌলি তাদের নকশা এবং উত্পাদন প্রযুক্তি বিকশিত হচ্ছে, উদীয়মান অ্যাপ্লিকেশনগুলির চাহিদা মোকাবেলা করে এবং আরও স্মা যেহেতু শিল্পটি কর্মক্ষমতা এবং একত্রীকরণের সীমানা চালিয়ে যায়, তাই কার্যকর তাপীয় ব্যবস্থাপনার ভূমিক