2019年11月18日

    您是否使用主动和被动微电子电路和设计?如果是这样,你非常熟悉高温可以对这些设备的负面影响。高工作温度可能导致性能下降和使用寿命减少。因此,工程师应不断考虑对设备设计中的潜在问题的热意义。

    氮化镓(GaN)仍然被认为是一种相对较新的半导体技术。因为它的优越的特性,它在以前在遗留技术主导的市场领域使用了越来越多。GaN上方的一个领域在现任技术上升是热管理。简而言之,GaN“可以取热”比其他半导体技术要好得多。

    这个博客帖子和我们的视频标题为“理解GaN热分析”提供关于如何使用GaN进行热考虑的实用提示。

    如何确定GaN可靠性

    通过估计器件的最大沟道温度(T)部分地推导了半导体器件的可靠性CH,马克斯)所以估计寿命可以确定。这些数值是通过测量和模拟热阻、功率耗散和热传递来收集的。

    了解GaN热分析视频

    您将了解:

    • GaN可靠性和热阻
    • 计算设备功耗
    • 估算设备通道温度和寿命

    红外(IR)显微镜广泛用于通过搜索半导体器件上的热点来确定故障位置。然而,空间分辨率限制,难以成像反射表面,以及芯片表面结构(空气桥)限制IR成像用于测量GaN通道温度的有用性。此外,即使从IR测试获得完全准确的数字,也是真正的最大信道温度实际上居住在设备门下方的某处。

    尽管使用红外技术有局限性,但它仍然是测量设备温度的常用技术。在Qorvo,除了红外成像外,我们还采取了一些步骤来精确测定GaN TCH,马克斯.我们使用3D热建模,也与微拉曼热成像一起使用3D热建模(FEA),然后将这些结果与RF测试和IR成像进行比较。使用此组合数据集,我们开发了一个用于包装部件的FEA模型,为T提供准确的值CH,马克斯.

    红外成像与显微拉曼热成像

    确定设备最大T的两个主要步骤中国和FEA可靠性估计

    (1) 寻找设备红外表面中国

    • 首先,必须确定器件的基础温度。
    • 该部件是否处于模具或包装形式 - 基础温度类似地测量 - 通常使用热电偶。
      测量包装(L)或模具(R)的设备温度
    • 一旦知道基本温度,下一步就是计算功耗。
    • 在线使用QorvoPAE / P.不公正地批评/ T.j计算器帮助您确定设备的功耗。
    • 你也可以使用这个计算器来确定你的最高通道温度。
      Qorvo的PAE/Pdiss/Tj在线计算器视图

    (2) 确定FEA设备的平均失效时间

    • 如前所述,实际的最大t中国对于GaN设备,如下所述的设备门下方的表面发生GaN器件沟道温度、热阻及可靠性估算。
    • 通过了解您的IR表面温度值,您可以确定FEA模型T.中国通过使用GaN设备寿命估计FEA建模温度估算与IR估算图表,如下所示。
    • 那就拿这张照片来说吧中国重视并使用Qorvo GaN设备可靠性图形以确定您的寿命预测。

    温度估计图(L)和设备可靠性图(R)

    我们鼓励您查看短文章视频“理解GaN热分析”以及申请说明GaN设备通道温度,热阻和可靠性估计有关此主题的更详细解释。

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    关于作者

    Qorvo Gan专家

    感谢本博客和相关应用说明的作者:马克·伍兹、马修·欧文和迪伦·默多克——都是库沃的机械设计工程师。他们积极研究GaN技术,并带来了广泛的热管理知识,每个人都从不同的角度:建模、封装和吞吐量——仅举几例。他们所做的工作直接影响到Qorvo使GaN的独特特性在器件设计的热管理方面更有效的努力。