Тепловой режим HMC8205BF10, Допустимая долговременная температура микросхемы Опции

[Master_MW]

Добрый день, уважаемые коллеги.

Возникла проблема в следующем. Для одной из задач потребовалось сложить в октаве мощность 4-х микросхем HMC8205BF10.

Сложил на квадратурных мостах HDS2F, все прекрасно с точки зрения СВЧ, потери на суммирование 4-х усилителей всего 0,45 дБ в 2-4 ГГц. На данный момент занимаюсь конструктивным оформлением в серийное производство,
а опыта по подобным вещам маловато. Токи через каждую из четырех микросхем не превышают 1,5 А. (необходимо было получить достаточно высокую мощность P1dB)

Возникли следующие вопросы:

1. Какая максимальная рабочая температура самого кристалла? Для миллиона часов наработки допускается температура +225 градусов.

Можно ли подымать выше для уменьшения габаритов системы охлаждения или нежелательно? Например, у TGA2578-CP температура кристалла для наработки 100 000 т часов составляет 260 градусов, для наработки 1 000 000 часов - те же 225 градусов.

По ТЗ же наработка на отказ 10 000 часов.


2. Из какого материала выгоднее выполнить корпус? СВЧ блоки стараюсь покрывать иммерсионным серебром, но на алюминий серебро ложиться только через промежуточное покрытие (никель-бор, например). А дополнительное покрытие - это лишнее термосопротивление. Или имеет смысл сделать из латуни, на нее серебро ложится напрямую?


3. Вопрос может и дилетантский, но так и не смог разобраться точно. Тепловое сопротивление кристалл-корпус микросхемы для HMC8205BF10 составляет 1,57 градуса Цельсия на Ватт. То есть, градиент между корпусом и 1,57*(50Вольт х 1,5 А) = 115,5 градусов. Сильно уж много. С другой стороны, для температуры кристалла 260 градусов микросхема может работать при температуре ее корпуса 144,5 градуса. Это заключение справедливо?


Заранее благодарен.

[Master_MW]

Ну выиграете Вы пару-тройку градусов при использовании медного корпуса. Логичнее подумать над уменьшением теплового сопротивления радиатора (увеличение площади рёбер и т.п.).

В целом проблема решилась, подробности ниже.

Прошу прощения, я как-то подписывался в мыле как Александр, когда работал в оборонке, но на самом деле я - Евгений на гражданке
А я вот тут подумал: может вам "улитку" специализированную заказать под эту очень серьёзную штуку? Пмсм, очень актуально

Рад повторному знакомству. прошу прощения за неоперативный ответ из-за катастрофической нехватки времени, но все же лучше, чем никогда.

Сказалось отсутствие сколь какого-нибудь опыта в теплотехнике.

Ряд достаточно простых мер помог резко улучшить ситуацию, улитка не понадобилась.

Установка вентиляторов таким образом, чтобы поток воздуха шел параллельно ребрам радиаторов, установка дополнительного вентилятора на вдув и на выдув снизило температуру на 10 градусов.

Не оказалось необходимости делать корпус оконечного усилителя из чистой меди, резко улучшила ситуацию с теплоотводом изготовление корпуса из латуни Л96.

В данном случае стало возможным положить иммерсионное серебро прямо на латунь, без промежуточного покрытия (положить иммерсионное серебро на Д16Т без промежуточного покрытия невозможно), что резко снизило температурный градиент между усилителем HMC8205 и корпусом.

Хороший результат дает серебряный клей между корпусом и микросхемой, прежде всего для обеспечения нормальной радиочастотной земли.

Крайне неудачным решением было собирать оконечный усилитель в корпус из Д16Т с покрытием из олово-висмута в погоне за облегчением конструкции. У данного покрытия недостаточная теплопроводность, делать таким образом мощные УМ нельзя.

Окончательно, с переделкой по уму, температурный градиент между корпусом усилителя и температурой окружающего воздуха составляет 27-30 градусов.
Спасибо всем откликнувшимся за помощь в решении задачи.