4.3.Рассчитываем коэффициент распространения теплового потока

где - коэффициенты теплообмена с 1- и 2-й стороны ПП; для естественного теплообмена = 17 Вт/(м²*К);

h_ПП – толщина ПП.

4.4.Определяем искомый перегрев поверхности корпуса микросхемы для ИМС, находящейся в середине ПП и поэтому работающей в наихудшем тепловом режиме ( для ДД4):

Поскольку для нашего примера N_i=2, следовательно, под знаком находятся два слагаемых и последнюю формулу можно представить в виде четырех слагаемых:

,

где В и М – условные величины, введенные для упрощения формы записи, при одностороннем расположении корпусов микросхем на ПП, В=8,5πR² Вт/(м*К), М=2;

k – эмперический коэффициент:

для корпусов микросхем, центр которых отстоит от концов ПП на расстоянии менее 3R, k=1,14;

для корпусов микросхем, центр которых отстоит от концов ПП на расстоянии более 3R, k=1;

k_α – коэффициент теплоотдачи от корпусов микросхем

k_α=30 Вт/(м²*К);

S_ИС – площадь поверхности корпуса микросхемы;

N_i – число i-х корпусов микросхем, расположенный вокруг корпуса рассчитываемой микросхемы на расстоянии не более r_i=10/m,

r_i=10/217,3= 0,046 м.

Для нашей ячейки число корпусов микросхем. Расположенных на данном расстоянии от микросхемы ДД4 N_i=2. Это микросхемы ДД5 и ДД6.

Для дальнейших расчетов определим площадь корпусов, основания и радиусы микросхем ДД4, ДД5 и ДД6.

Микросхема ДД4 – корпус 201.16-6 (19,5х7,5х5мм):

S_{ИС ДД4}=562,5 мм²; R_{ИС ДД4}=6,823*10^-3м;

S_{основания ИС ДД4}= 146,25 мм².

Микросхема ДД5,в корпусе 401.14-15 (6,7х10х1,97мм), находящаяся на расстоянии r_ДД5=0,02 мм от ДД4:

S_{ИС ДД5}=199,8 мм²; R_{ИС ДД5}=4,62*10^-3м;

S_{основания ИС ДД5}= 67,0 мм².

Микросхема ДД6,в корпусе 402.16-32 (9,3х11,5х2,5мм), находящаяся на расстоянии r_ДД6=0,04 мм:

S_{ИС ДД6}=317,9 мм²; R_{ИС ДД6}=5,84*10^-3м;

S_{основания ИС ДД6}= 106, 95 мм².

K₁ и K ₀ – модифицированные функции Бесселя:

для ДД4: K₁(mR) =K₁(217.3*0.006823)=0.284;

K₀(mR) =K₀(217.3*0.006823)=0.219;

для ДД5: K₀(mr) =K₀(217.3*0.002)=K₀(4.3)=0.0079;

K₀(mR) =K₀(217.3*0.00462)=K₀(0.999)=0.421;

K₁(mR) =K₁(217.3*0.00462)=K₁(0.999)=0.60;

для ДД6: K₀(mr) =K₀(217.3*0.04)=K₀(0.869)=0.52;

K₀(mR) =K₀(217.3*0.00584)=K₀(1.269)=0.295;

K₁(mR) =K₁(217.3*0.00584)=K₁(1.269)=0.39;

Среднеобъемный перегрев воздуха в блоке

,

Где = 2,207°C – перегрев корпуса блока во втором приближении относительно окружающей среды;

= 3,884°C - нагрев нагретой зоны во втором приближении относительно окружающей среды.

Тогда

°C.

Мощность. Рассеиваемая i-й микросхемой, равна Q_ИСi= 0,004 Вт.

Зазор между микросхемой и ПП равен δ_3i=1 мм;

λ₃ – теплопроводность сухого воздуха в зазоре при Т= 45°C (λ= 2,7*10^-2).

Подставляя числовые значения в формулу, получаем

t_{ИС ДД4} = 4,045 ^оС.

Таким образом, перегрев поверхности корпуса микросхемы ДД4 составил

t_{ИС ДД4} = 4,045 ^оС.

4.5.Определение температуры поверхности корпуса микросхемы.

Рассчитанная температура перегрева удовлетворяет условиям эксплуатации микросхемы:

t_ИС = t₀ + Δt_ИС;

t_ИС = 45 + 4,045 = 49,045 ^оС.

Из справочных данных допустимая температура для данной микросхемы составляет 0…+70 ^оС, т.е. дополнительной системы охлаждения не требуется.