IC封裝及PCB設(shè)計的散熱完整性

假如你現(xiàn)在正在構(gòu)建一個專業(yè)設(shè)計的電路實驗板，已經(jīng)完成了layout前所有需要進行的仿真工作，并查看了廠商有關(guān)特定封裝獲得良好熱設(shè)計的建議方法。你甚至仔細確認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)計人員更加焦慮。現(xiàn)在，你該怎么辦?

　　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你的電路設(shè)計的完整性是一個重要的設(shè)計考慮因素。當(dāng)你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。

　　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，即從結(jié)點到環(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。

　　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)(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。