НИЭТ курсач 21 вар. Курсовая работа по дисциплине "надежность изделий электронной техники" (

• Название: Курсовая работа по дисциплине "надежность изделий электронной техники" (
• Дата: 18.04.2022
• Размер: 0.66 Mb.
• Имя файла: НИЭТ курсач 21 вар.docx
• Тип: Курсовая; #482895
• страница: 4 из 5

2.2. Тепловой расчет полупроводниковых микросхем

Кристалл полупроводниковой ИС можно рассматривать как единый тепловыде­ляющий элемент и считать, что суммарная мощность источников тепла в нем равномерно распределена в приповерхностном слое. Такое допущение возможно благодаря высокому коэффициенту теплопроводности кремния (80 – 130 Вт/(м °С)), малым размерам элемен­тов и небольшим расстоянием между элементами. Разброс температур по поверхности кристалла маломощных полупроводниковых микросхем составляет не более одного гра­дуса. Конструктивно наиболее часто используют два варианта размещения кристаллов полупроводниковых микросхем в корпусе: 1) непосредственно на основании корпуса эвтек­тической пайкой и 2) с помощью припоя (клея).

Температура элементов полупровод­никовых ИС (Т_э), для маломощных приборов

(2.10)

где _{кр пов} – перегрев поверхности кристалла, С

Т_кр = Т_{с max} – температура, определяемая условием эксплуатации ИС, С. Для данного варианта принимается равной 50,

_к – перегрев корпуса (см. 2.8), где Р_ = Р_КР.

Перегрев поверхности кристалла определяется по формуле:

(2.11)

где Р_КР – рассеиваемая мощность (потребляемая), Вт,

h_КР, S_КР – толщина и площадь кристалла ИС, м,

h_КЛ – толщина слоя клея (припоя), м,

_КР, _КЛ – коэффициенты теплопроводности кристалла (кремния) и клея (припоя), Вт/(м°С),
Таблица 2.2. Исходные данные для теплового расчета ПП микросхем:

№ вар	РКР, Вт	D, мм	a×b, мм	hКР, мм	Тmax доп, °С	КР, Вт/(м°С)	αКР, Вт/(м2°С)
21	0,30	10	3,0х4,0	0,40	125	80	200

Площадь кристалла S_КР определяется по формуле:

, (2.12)

Подставим известные значения и найдем:







Из формулы (2.11) найдем перегрев поверхности кристалла. По заданию h_КЛ=10^—4 м, _КЛ=0.3 Вт/(м°С):









°C


Микросхема охлаждается через тонкий воздушный промежуток. Площадь окна для теплоотвода составляет:

, (2.13)







Перегрев кристалла при этом составляет составляет:

(2.14)

где α_кр – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2°С)


°C





°C


Подставив значения полученных величин (2.10), вычислим температуру элементов полупроводниковой ИС:
Рассчитанное значение не превышает максимально допустимое для данной ИС, которое составляет T_{max доп}= 125 ˚C.

Вывод по результатам теплового расчета полупроводниковой микросхемы: при заданных конструктивно-технологических условиях процесса сборки обеспечивается нормальный тепловой режим работы ППИС.