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文档简介

元器件热设计：热阻和散热

的基础知识

现在让我们进入热设计相关的技术话题。热设计所需的知识涵盖了广泛的领域。首先介绍一下至少需要了解的热阻和散热基础知识。什么是热阻热阻是表示热量传递难易程度的数值。是任意两点之间的温度差除以两点之间流动的热流量(单位时间内流动的热量)而获得的值。热阻值高意味着热量难以传递，而热阻值低意味着热量易于传递。T1— —»GT2热流量P热阻的符号为Rth和。。Rth来源于热阻的英文表达“thermalresistance”。单位是℃/W(K/W)。热欧姆定律可以用与电阻几乎相同的思路来考虑热阻，并且可以以与欧姆定律相同的方式来处理热计算的基本公式。电气电流1(A)电压差电气电流1(A)电压差，V(V)电阻R(。)热热流量P(W)温度差，T(℃)热阻Rth(℃/W)因此，就像可以通过RXI来求出电位差力V一样，可以通过RthXP来求出温度差力T。关键要点:・热阻是表示热量传递难易程度的数值。热阻的符号为Rth和。，单位为℃/W(K/W)。可以用与电阻大致相同的思路来考虑热阻。热量通过物体和空间传递。传递是指热量从热源转移到他处。三种热传递形式热传递主要有三种形式：传导、对流和辐射。传导：由热能引起的分子运动被传播到相邻分子。对流：通过空气和水等流体进行的热转移辐射：通过电磁波释放热能散热路径产生的热量通过传导、对流和辐射的方式经由各种路径逸出到大

气中。由于我们的主题是“半导体元器件的热设计”，因此在这里将以安装在印刷电路板上的IC为例进行说明。热源是IC芯片。该热量会传导至封装、引线框架、焊盘和印刷电路板。热量通过对流和辐射从印刷电路板和IC封装表面传递到大气中。可以使用热阻表示如下：■短的彰娥瓦（PCB表面贴话时）■短的彰娥瓦（PCB表面贴话时）上图右上方的式截面图中，每个部分的颜色与电路网圆圈的颜色相匹配（例如芯片为红色）。芯片温度J通过电路网中所示的热阻达到环境温度TA。采用表面安装的方式安装在印刷电路板（PCB）上时，红色虚线包围的路径是主要的散热路径。具体而言，热量从芯片经由键合材料（芯片与背面露出框架之间的粘接剂）传导至背面框架（焊盘），然后通过印刷电路板上的焊料传导至印刷电路板。然后，该热量通过来自印刷基板的对流和辐射传递到大气中（TA）。其他途径还包括从芯片通过键合线传递到引线框架、再传递到印刷基板来实现对流和辐射的路径，以及从芯片通过封装来实现对流和辐射的路径。如果知道该路径的热阻和IC的功率损耗，则可以通过上一篇文章给出的热欧姆定律来计算温度差（在这里为TA和TJ之间的差）。就如本文所讲的，所谓的“热设计”，就是努力减少各处的热阻，即减少从芯片到大气的散热路径的热阻，最终TJ降低并且可靠性提高。关键要点

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