《電子技術(shù)應(yīng)用》
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確保您的 IC 封裝/PC 電路板設(shè)計的散熱完整性

2011-04-08
作者:Stephen Taranovich

您只構(gòu)建了一個專業(yè)設(shè)計的電路實驗板,。您完成了布局以前需要做的所有仿真,,并查看了廠商對于特定封裝下獲得較好散熱設(shè)計的建議方法,。您甚至仔細檢查了紙面上的初步熱分析方程式,給予了它們應(yīng)有的注意,,旨在確保不超出 IC 結(jié)點溫度,,并具有較為寬松的容限。但稍后,,您開啟電源,,IC 摸起來還是非常的熱。對此,,您感到很不滿意(更不用說您的散熱專家以及可靠性設(shè)計人員的焦慮了)?,F(xiàn)在,您該怎么辦,?

在談到整體設(shè)計的可靠性時,,通過讓 IC 結(jié)點溫度遠離絕對最大值水平,在環(huán)境溫度不斷升高的條件下保持您的電路設(shè)計的完整性是一個重要的設(shè)計考慮因素,。當您逐步接近具體電路設(shè)計中央芯片的最大功耗水平(Pd 最大值)時更是如此,。

您進行散熱完整性分析的第一步是深入理解 IC 封裝熱指標的基礎(chǔ)知識。

到目前為止,,封裝熱性能最常見的度量標準是 Theta JA,,即結(jié)點到環(huán)境測得(建模)的熱阻(參見圖 1)。Theta JA 值也是最需要解釋的內(nèi)容(參見圖 2),。能夠極大影響 Theta JA 測量和計算的一些因素包括:

 

  • 貼裝板:是/否,?
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  • 線跡:尺寸,、成分、厚度和幾何結(jié)構(gòu)
  •  

     

  • 方向:水平還是垂直,?
  •  

     

  • 環(huán)境:體積
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  • 靠近程度:有其他表面靠近被測器件嗎,?

    熱阻 (Theta JA) 數(shù)據(jù)現(xiàn)在對使用新 JEDEC 標準的有引線表面貼裝封裝有效。實際數(shù)據(jù)產(chǎn)生于數(shù)個封裝上,,同時熱模型在其余封裝上運行,。按照封裝類型以及不同氣流水平顯示的 Theta JA 值來對數(shù)據(jù)分組。

    圖 1 電氣網(wǎng)絡(luò) Theta-JA 分析

    圖 2 Theta-JA 解釋

    結(jié)點到環(huán)境數(shù)據(jù)是結(jié)點到外殼 (Theta JC) 的熱阻數(shù)據(jù)(請參見圖 3),。實際 Theta JC 數(shù)據(jù)會根據(jù)使用 JEDEC 印制電路板 (PCB) 測試的封裝生成,。

    圖 3 Theta-JC 解釋
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