Paths of the heat flow from semiconductor devices to the surrounding

• Autorzy: Górecki K. , Zarębski J.

Warianty tytułu

PL

Drogi przepływu ciepła wydzielanego w elementach półprzewodnikowych do otoczenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper paths of the heat flow generated inside a semiconductor structure to the surrounding are considered. On the basis of the literature information, typical construction of semiconductor devices cooling systems are analysed. Apart from this, the results of measurements of the thermal resistance and transient thermal impedance of such devices illustrating the influence of some factors on the value of thermal parameters are discussed. The general form of the device thermal model including the multipath of the heat flow and thermal properties of the elements of the heat flow path is proposed.

PL

W pracy rozważane są drogi przepływu ciepła generowanego w strukturze półprzewodnikowej do otoczenia. W oparciu o informacje literaturowe przeanalizowano typowe konstrukcje układów chłodzących elementów półprzewodnikowych oraz przedstawiono wyniki pomiarów rezystancji termicznej takich elementów ilustrujące wpływ wybranych czynników na wartość tego parametru. Zaproponowano ogólną strukturę modelu termicznego elementu półprzewodnikowego uwzględniającego wielodrogowość przepływu ciepła oraz właściwości cieplne elementów toru przepływu ciepła.

Słowa kluczowe

EN

thermal resistance; semiconductor devices; thermal models; selfheating

PL

rezystancja termiczna; elementy półprzewodnikowe; modele termiczne; samonagrzewanie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 12
• Strony: 13--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Górecki K.

autor

Zarębski J.

• Akademia Morska w Gdyni, Katedra Elektroniki Morskiej

Bibliografia

• [1] Lidow A., Knzer D., Sheridan G., Tam D.: The Semiconductor Roadmap for Power Managment in the New Millennium. Proceedings of the IEEE, Vol. 89, 2001, No. 6, pp. 803-812.
• [2] Ciappa M., Carbognami F., Cora P., Fichtner W.: A novel thermomechanics-based lifetime prediction model for cycle fatigue failure mechnisms in power semiconductors. Microelectronics Reliability, Vol. 42, 2002, pp. 1653-1658.
• [3] Happer C. A.: Electronic packaging and interconnection handbook McGraw-Hill Handbooks
• [4] Buttay C., Plason D., Allard B., Bergogne D., Bevilacqua P., Joubert Ch., Lazar M., Martin Ch., Morel H., Tournier D, Raynaud Ch.: State of the art of high temperature power electronics. Materials Science and Engineering B, Vol. 176, No. 4, 2011, pp. 283-288.
• [5] Goodson K., Santiago J., Kenny T., Jiang L., Zeng S., Koo J-M., Zhang L., Yao S., Wang E.: Electroosmotic microchannel cooling system for microprocessors. Electronics Cooling, Vol. 8, No. 2, 2002, pp. 46-47.
• [6] D'Alessandro V., Rinaldi N.: A critical review of thermal models for electro-thermal simulation. Solid-State Electronics, Vol. 46, 2002, No. 4, pp. 487-496.
• [7] Raj E., Lisik Z., Fiks W.: Influence of the manufacturing technology on microchannel structure efficiency. Materials Science and Engineering B, Vol. 176, no. 4, 2011, pp. 311-315.
• [8] Yener Y., Kakac S.: Heat Conduction. Taylor &Francis, 2008.
• [9] Gould C. A., Shammas N. Y. A., Grainger S., Taylor I.: Thermoelectric cooling in microelectronic circuits and waste heat electrical power generation in a desktop personal computer. Materials Science and Engineering B, Vol. 176, No. 4, 2011, pp. 316-325.
• [10] Prasher R.: Thermal Interface Materials: Historical Perspective, status and Future Directions. Proceedings of the IEEE, Vol. 94, No. 8, 2006, pp. 1571-1586.
• [11] Mawby P. A., Igic P. M., Towers M. S.: Physically based compact device models for circuit modelling applications. Microelectronics Journal, Vol. 32, 2001, pp. 433-447.
• [12] Zarębski J., Górecki K.: A Method of Measuring the Transient Thermal Impedance of Monolithic Bipolar Switched Regulators. IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, Vol. 30, No. 4, 2007 pp. 627-631.
• [13] Górecki K., Zarębski J., Stepowicz W. J.: Wpływ wybranych czynników na parametry termiczne przyrządów półprzewodnikowych. Elektronika, Nr 10, 2005, ss. 18-20.
• [14] Górecki K., Zarębski J.: Nonlinear compact thermal model of power semiconductor devices. IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, Vol. 33, No. 3, 2010, pp. 643-647.
• [15] Górecki K., Zarębski J.: Estymacja parametrów modelu termicznego elementów półprzewodnikowych. Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji, No. 3, 2006, pp. 347-360.
• [16] Górecki K., Zarębski J., Bisewski D., Dąbrowski J.: Nonlinear compact thermal model of SiC power semiconductor devices. Elektronika, Nr 11, 2010, ss. 9-12.
• [17] Zarębski J., Górecki K.: A New Method for the Measurement of the Thermal Resistance of the Monolithic Switched Regulator LT1073. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 56, No. 2007, pp. 2101-2104.