МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах
РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ" ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів Контакти
Тлумачний словник |
|
|||||||
Розрахунок температури поверхні чипу ІМС в пластмасовому корпусіЛекція №3 Перенесення теплової енергії кондукцією, конвекцією та випроміненням В залежності від умов можуть мати місце різні варіанти передачі теплової енергії Фij від ізотермічної поверхні i до ізотермічної поверхні j. В загальному випадку необхідно розглядати сумарний потік енергії, обумовлений кожним видом перенесення теплової енергії: Фij = Фijк + Фijс + Фijв = (θi – θj)(1/Rijк + 1/Rijс + 1/Rijв) (1.20) де Фijк, Rijк – тепловий потік та тепловий опір кондукцією. 1.6 Приклади наближених розрахунків по визначенню температури поверхні чипу Інтегральних мікросхем (ІМС) В керамічному корпусі з жорсткими штирьовими виводами та приєднаним радіатором. Рис. 1.4. На рисунку 1.4. відображено перетин конструкції ІСМ в пластмасовому корпусі, яка через зовнішні виводи 1 з’єднана з друкованою платою 2. ІМС складається із чипу 3, який через рамку внутрішніх виводів 4, як правило, у вигляді друкованих проводів із алюмінію на поліімідній плівці, з’єднаний із рамкою зовнішніх виводів 1. Конструкція поєднується в пластмасовому корпусі 5, де: hв – ефективна товщина шару зовнішніх виводів з врахуванням проміжків між виводами (середня товщина шару виводів); hр – ефективна (середня) товщина шару внутрішніх виводів (товщина поліимідної рамки); λв та λр – коефіцієнти теплопровідності шару зовнішніх виводів та рамки внутрішніх виводів (поліимідної рамки). В загальному випадку потужність Р, яка виділяється на поверхні чипу під час роботи ІМС (вся електронна схема ІМС розташована в поверхневому шарі чипу), розповсюджується : ü від верхньої поверхні чипу до верхньої частини корпусу ІМС; ü через чип до нижньої частини корпусу ІМС; ü через рамку внутрішніх поліимідних виводів до зовнішніх виводів; ü через зовнішні виводи до друкованої плати і, крім того, через поверхні зовнішніх виводів, що знаходяться в об’ємі корпусу, через матеріал корпусу тече до поверхні корпусу, а далі із поверхні корпусу і поверхні зовнішніх виводів, які контактують із зовнішнім середовищем, енергія тече у зовнішнє середовище; ü через об’єм друкованої плати тече до її поверхні і далі розповсюджується в середовище, яке контактує із поверхнями друкованої плати. Для складання наближеної загальної еквівалентної теплової схеми теплового процесу спочатку оцінимо теплові опори окремих елементів при наступних вихідних конструктивних даних: Чип. Площа Sч=1,0 [см2]; товщина hч 0,5 [мм]; λч =150 [Вт/(к·м)]. Внутрішні виводи. Розглядаємо спрощено їх у вигляді еквівалентного кільця, внутрішній край якого з’єднаний з поверхнею чипу, а зовнішній край з початком зовнішніх виводів корпусу. Товщина цього кільця hр = 0,05 мм; його внутрішній радіус rрв = 5,0 [мм]; а зовнішній rрз = 5,1 мм; теплопровідність λр = 200 Вт/(к·м). Зовнішні виводи. Розглядаємо їх також спрощено у вигляді кільця, внутрішній край якого радіусом rвв = rрз = 2,6 мм, з’єднаний з внутрішніми виводами на поліамідній рамці. Зовнішній край кільця виводів радіусом rвз = 15 мм з’єднаний із друкованою платою. Вважаємо, що ділянка виводів, яка контактує із зовнішнім середовищем між краєм корпусу та друкованою платою є відсутньою. λв = 200 Вт/(к·м). Корпус. Товщина hк = 3,5 мм] Sк = 9,0 см2; λк = 1 [Вт/(к·м)]. Тепловий опір чипу Rч з робочої поверхні до протилежної сторони чипу: Тепловий опір шару внутрішніх виводів (поліімідної рамки) – від краю чипу до початку зовнішніх виводів: Тепловий опір шару зовнішніх виводів: Тепловий опір кондукцією від поверхні кристалу і виводів до зовнішніх поверхонь корпусу. Вважаємо, що середина корпусу є поверхня із постійною температурою. Тепловий опір конвекцією із поверхні корпусу в зовнішнє середовище Rкс: де αкс – коефіцієнт тепловіддачі між поверхнею корпусу і зовнішнім середовищем. αкс визначається системою охолодження і знаходиться реально в діапазоні значень 20÷150 Вт/м2·˚С для природної повітряної системи охолодження. Складаємо еквівалентну теплову схему розглянутих теплових процесів. Тепловий опір чипу має відносно низьке значення і він суттєво не впливає на процеси. Тому великої помилки не буде, якщо у загальній тепловій схемі тепловий опір чипу послідовно з’єднаємо з тепловим опором внутрішніх і зовнішніх виводів (Rр та Rв). Тепловий опір корпусу кондукцією Rк ми розглянули як зосереджений параметр, що не зовсім вірно. Фактично це є розподілений параметр. В зв’язку з чим умов найгіршого випадку опір Rк необхідно підєднати до схеми в кінці Rв, тобто: Рис. 1.5. Допустимо було б приєднати Rк в схемі перед Rв. Це при розрахунках дало б занижені значення температури θ1 поверхні чипу. θ1 – температура середовища. Рис. 1.6. Звичайно ІМС розміщають на друкованій платі таким чином, що площа ділянки плати є більшою ніж площа корпусу ІМС. При цьому тепло від виводів ІМС провідністю плати (опір кондукцією Rдк) приєднується до її поверхні, і далі із поверхні плати конвекцією (опір конвекцією Rде) передається в середовище. На рис. 1.7. приведено розміщення ІМС на друкованій платі (ДП). Рис. 1.7. Приймаємо: - товщину ДП = hдп = 2 мм; - теплопровідність λдп ≈ 70 Вт/(м·°С); - площа Sдп = 18 см2. Для визначення наближеного значення опору Rдк визначимо еквівалентний периметра розміщення виводів, як: а периметр друкованої плати: Тоді: Тепловий опір конвекцією Rдс між поверхнею пластин і середовищем: де αде – коефіцієнт тепловіддачі конвекцією між друкованою платою і середовищем, значення якого в залежності від системи повітряного охолодження може складати від 2÷10 до 10÷150 Вт/м2·°С, що визначає значення Rдс від 139 до 1,9 °С/Вт. Використовуючи рис. 1.6 складемо залежну еквівалентну схему. Рис. 1.8. Розглядаючи схему Рис. 1.8 і, виходячи із загального теплового рівняння θ1 = P·R∑+θ2, слідує, що температура θ1 визначається в основному опором Rдс і Rкс, а власне коефіцієнтом αдс і αкс, тобто системою охолодження. Наприклад при αдс = αкс = 2 і P = 1 Вт, то
θ1 = 20 + 94 ≈ 114 °С Таким чином, при потужності Р не більше 1 Вт, та при наведеній конструкції, звичайна повітряна система охолодження забезпечить надійну роботу ІМС. Якщо потужність Р буде більшою або буде зменшено площу Sк або Sдп то можуть мати місце умови суттєвого перевищення температури чипу. Читайте також:
|
||||||||
|