IC封裝及PCB設(shè)計(jì)的散熱完整性
發(fā)布日期:2023-01-21
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假如你現(xiàn)在正在構(gòu)建一個專業(yè)設(shè)計(jì)的電路實(shí)驗(yàn)板,已經(jīng)完成了layout前所有需要進(jìn)行的仿真工作,并查看了廠商有關(guān)特定封裝獲得良好熱設(shè)計(jì)的建議方法。你甚至仔細(xì)確認(rèn)了寫在紙上的初步熱分析方程式,并確保其不超出IC結(jié)點(diǎn)溫度,并有較為寬松的容限。但稍后,你打開電源,卻發(fā)現(xiàn)IC摸起來非常熱。對此,你感到非常不滿,當(dāng)然散熱專家以及可靠性設(shè)計(jì)人員更加焦慮?,F(xiàn)在,你該怎么辦?
在談到整體設(shè)計(jì)的可靠性時,通過讓IC結(jié)點(diǎn)溫度遠(yuǎn)離絕對最大值水平,在環(huán)境溫度不斷升高的條件下保持你的電路設(shè)計(jì)的完整性是一個重要的設(shè)計(jì)考慮因素。當(dāng)你逐步接近具體電路設(shè)計(jì)中央芯片的最大功耗水平(Pd最大值)時更是如此。
進(jìn)行散熱完整性分析的第一步,是深入理解IC封裝熱指標(biāo)的基礎(chǔ)知識。
到目前為止,封裝熱性能最常見的度量標(biāo)準(zhǔn)是Theta JA,即從結(jié)點(diǎn)到環(huán)境所測得(或建模)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(jì)算的因素包括:
*貼裝板:是/否?
*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*靠近程度:有其他表面靠近被測器件嗎?
圖1電氣網(wǎng)絡(luò)Theta-JA分析
圖2 Theta-JA解釋
熱阻(Theta JA)數(shù)據(jù)現(xiàn)在對使用新JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的有引線表面貼裝封裝有效。實(shí)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(yùn)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。
結(jié)點(diǎn)到環(huán)境數(shù)據(jù)是結(jié)點(diǎn)到外殼(Theta JC)的熱阻數(shù)據(jù)(參見圖3)。實(shí)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。