芯片散热解决方案

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1、自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立芯片散热解决方案　　篇一：利用PCB散热的要领与IC封装策略　　利用PCB散热的要领与IC封装策略　　引言　　半导体制造公司很难控制使用其器件的系统。但是，安装IC的系统对于整体器件性能而言至关重要。对于定制IC器件来说，系统设计人员通常会与制造厂商一起密切合作，以确保系统满足高功耗器件的众多散热要求。这种早期的相互协作可以保证IC达到电气标准和性能标准，同时保证在客户的散热系统内正常运行。许多大型半导体公司以标准件来出售器件，制造厂商与

2、终端应用之间并没有接触。这种情况下，我们只能使用一些通用指导原则，来帮助实现一款较好的IC和系统无源散热解决方案。　　普通半导体封装类型为裸焊盘或者PowerPADTM式封装。在这些封装中，芯片被贴装在一个被称作芯片焊盘的金属片上。这种芯片焊盘在芯片加工过程中对芯片起支撑作用，同时也是器件散热的良好热通路。当封装的裸焊盘被焊接到PCB后，热量能够迅速地从封装中散发出来，然后进入到PCB中。之后，通过各PCB层将热散发出去，进入到周围的空气中。裸焊盘式封装一般可以传导约80%的热量，这些热通过封装底部进入到PCB。剩余20%的热通过器件导线和封装各个面散发出去。只有不到1%

3、随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立的热量通过封装顶部散发。就这些裸焊盘式封装而言，良好的PCB散热设计对于确保一定的器件性能至关重要。　　Fig.1：PowerPADdesignshowingthermalpath　　可以提高热性能的PCB设计第一个方面便是PCB器件布局。只要是有可能，PCB上的高功耗组件都应彼此隔开。这种高功耗组件之间的物理间隔，可

4、让每个高功耗组件周围的PCB面积最大化，从而有助于实现更好的热传导。应注意将PCB上的温度敏感型组件与高功耗组件隔离开。在任何可能的情况下，高功耗组件的安装位置都应远离PCB拐角。更为中间的PCB位置，可以最大化高功耗组件周围的板面积，从而帮助散热。图2显示了两个完全相同的半导体器件：组件A和B。组件A位于PCB的拐角处，有一个比组件B高5%的芯片结温，因为组件B的位置更靠中间一些。由于用于散热的组件周围板面积更小，因此组件A的拐角位置的散热受到限制。　　图2组件布局对热性能的影响。PCB拐角组件的芯片温度比中间组件更高　　第二个方面是PCB的结构，其对PCB设计热性能最

5、具决定性影响的一个方面。一般原则是：PCB的铜越多，系统组件的热性能也就越高。半导体器件的理想散热情况是芯片贴装在一大块液冷铜上。对大多数应用而言，这种贴装方法并不切实际，因此我们只能对PCB随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起自从人类进入商品经济社会以来，贸易即已成为人们日常活动的主要部分，并成为一国经济增长的主动力。国际分工的深化、大量国际统一标准规则的建立进行其他一些改动来提高散热性能。对于今天的大多数应用而言，系统总体积不断缩小，对散热性能产生了不利的影响。更大的PCB，其可用于

6、热传导的面积也就越大，同时也拥有更大灵活性，可在各高功耗组件之间留有足够的空间。　　在任何可能的情况下，都要最大化PCB铜接地层的数量和厚度。接地层铜的重量一般较大，它是整个PCB散热的极好热通路。对于各层的安排布线，也会增加用于热传导的铜的总比重。但是，这种布线通常是电热隔离进行的，从而限制其作为潜在散热层的作用。对器件接地层的布线，应在电方面尽可能地与许多接地层一样，这样便可帮助最大化热传导。位于半导体器件下方PCB上的散热通孔，帮助热量进入到PCB的各隐埋层，并传导至电路板的背部。　　对提高散热性能来说，PCB的顶层和底层是“黄金地段”。使用更宽的导线，在远离高功耗

7、器件的地方布线，可以为散热提供热通路。专用导热板是PCB散热的一种极好方法。导热板一般位于PCB的顶部或者背部，并通过直接铜连接或者热通孔，热连接至器件。　　内联封装的情况下（仅两侧有引线的封装），这种导热板可以位于PCB的顶部，形状像一根“狗骨头”（中间与封装一样窄小，远离封装的地方连接铜面积较大，中间小两端大）。四侧封装的情况下（四侧都有引线），导热板必须位于PCB背部或者进入PCB内。随着信息化和全球化的发展，国家及地区之间的贸易也已成为拉动一国经济的三驾马车之一，甚至是三驾马车之首，奥巴马政府成立之日起自从人类进入商品