Analýza tepelných vlastností integrovaných obvodů na systémové úrovni

Abstract

Hlavním cílem této práce je shrnout základní poznatky o tématech spojených s teplem, se zaměřením na aplikace v elektrotechnice, a provést měření tepelného odporu pouzder integrovaných obvodů. První část je praktická a zabývá se teorií přenosu tepla, tepelnými vlastnostmi materiálů a metodologií JEDEC pro měření tepelných vlastností pouzder integrovaných obvodů. Druhá část se skládá ze sestrojení teplotní komory s přirozeným prouděním, návrhu testovacích desek plošných spojů a tepelných měření. Na závěr je shrnuta metodologie pro měření tepelného odporu čip-okolí spolu s uvedením praktických poznatků z předchozích měření. Tato práce může sloužit jako základ pro další vyhodnocování tepelných vlastností integrovaných obvodů a pro ověřování přesnosti tepelných simulací. Také může pomoci při vyhodnocování tepelné vodivosti desek plošných spojů.

The major aim of this work is to summarize the basic facts about the heat related topics with focus on applications in electronics and to perform measurements of thermal resistance of integrated circuit packages. The first part is theoretical and deals with the heat transfer theory, thermal properties of materials and JEDEC methodology for the thermal properties measurements of integrated circuit packages. The second part consists of the natural convection chamber construction, test printed circuit boards design and thermal measurements. In conclusion, methodology for the measurements of junction-to-ambient thermal resistance is summarized together with practical piece of knowledge from the preceding measurements. This work can serve as the base for further evaluations of integrated circuit thermal parameters and for verification of thermal simulations. It can also help to asses thermal conductivity of printed circuit boards.