熱傳導(dǎo)封裝技術(shù)簡介

為了避免過于理論化，我們從一個實(shí)驗(yàn)入手看看功耗與溫度之間是如何相互關(guān)聯(lián)的。在14引腳的雙列直插式封裝外殼里裝入一個1歐電阻，電阻的兩端連接到引腳7和14，另外還要將一個溫度傳感器連接到引腳1和2，以便我們能了解封裝內(nèi)的溫度。通過改變引腳7和14上的電壓，就能夠控制封裝內(nèi)的功耗。

然后，將這個封裝放在溫箱內(nèi)的靜止空氣中，將環(huán)境溫度設(shè)定為86度F（30℃）而且功耗設(shè)定為零。幾分鐘后，封裝里的溫度將依然保持在30℃的水平。

接著，繪出一個內(nèi)部溫度與功耗的關(guān)系曲線。每次讀數(shù)的間隔時間必須足夠讓電路重新達(dá)到熱平衡。圖2.23顯示了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖2.23 一個14引腳塑料雙列直插封裝內(nèi)的溫度與功耗的關(guān)系曲線

數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成了一條線，預(yù)示著每消耗1W能量會使溫度上升83℃，溫度和功率之間的之一線性關(guān)系對所有的邏輯器件封裝都具有代表性。

圖2.24顯示了在30℃，70℃和110℃的不同環(huán)境溫度下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。溫度曲線的斜率在所有的情況下都是相同的，只是起始點(diǎn)有一個偏移量。等于環(huán)境溫度加上與內(nèi)部功耗P成比例的偏移量：T結(jié)=T環(huán)境+θJAP

比例常數(shù)θJA稱為從結(jié)到環(huán)境的封裝熱阻。常數(shù)θJA這個特征值與管芯在封裝內(nèi)的附著方式、封裝材料、封裝尺寸以及在任何附加在封裝上的特定散熱部件的特性相關(guān)。

有時制造商會根據(jù)封裝內(nèi)的工作方式及其裝配方法將熱阻分為幾個部分。最常用的方式是分別計算從結(jié)到容器的溫度升高和從容器到外部環(huán)境的溫度升高。

θJA=θJC+θCA

制造商之所以采用這種分割法是因?yàn)橥ǔＮ覀儫o法改變θJC，但有許多方法可以影響θCA，外加散熱器的制造商提供了詳細(xì)的文獻(xiàn)和技術(shù)報告，敘述其產(chǎn)品對于θCA的改進(jìn)措施。使用專用散熱器時，為了預(yù)測最大的內(nèi)部結(jié)溫，必須得到來自器件封裝廠商的θJC數(shù)據(jù)和來自散熱器制造商的θCA數(shù)據(jù)，以及我們自己計算出的器件總功耗。