半導(dǎo)體元器件的熱設(shè)計：傳熱和散熱路徑

熱量通過物體和空間傳遞。轉(zhuǎn)移是指熱量從一個熱源轉(zhuǎn)移到另一個地方。
熱傳遞的三種形式
熱傳遞主要有三種形式：傳導(dǎo)、對流和輻射。
傳導(dǎo)：熱能引起的分子運動傳遞給鄰近的分子。對流：通過空氣和水等流體的熱傳遞。輻射：熱能通過電磁波釋放
散熱路徑
產(chǎn)生的熱量通過傳導(dǎo)、對流和輻射等各種途徑逸出到大氣中。由于我們的主題是“半導(dǎo)體元件的熱設(shè)計”，這里我們將以安裝在印刷電路板上的集成電路為例。
散熱路徑
產(chǎn)生的熱量通過傳導(dǎo)、對流和輻射等各種途徑逸出到大氣中。由于我們的主題是“半導(dǎo)體元件的熱設(shè)計”，這里我們將以安裝在印刷電路板上的集成電路為例。
熱源是IC芯片。熱量傳導(dǎo)到封裝、引線框架、焊盤和印刷電路板。熱量通過對流和輻射從印刷電路板和集成電路封裝表面?zhèn)鬟f到大氣中。可用熱阻可以表示如下：表面貼裝在印刷電路板(PCB)上時，紅色虛線包圍的路徑是主要散熱路徑。具體而言，熱量通過接合材料(芯片和后暴露框架之間的粘合劑)從芯片傳導(dǎo)到后框架(焊盤)，然后通過印刷電路板上的焊料傳導(dǎo)到印刷電路板。然后，熱量通過印刷基底的對流和輻射傳遞到大氣中。
其他方法包括通過鍵合線從芯片轉(zhuǎn)移到引線框架，然后轉(zhuǎn)移到印刷基板以實現(xiàn)對流和輻射路徑，以及從芯片轉(zhuǎn)移到封裝以實現(xiàn)對流和輻射路徑。
如果已知路徑的熱阻和IC的功率損耗，就可以用上一篇文章給出的熱歐姆定律計算出溫度差(這里是TA和TJ之差)。
如本文所述，所謂“熱設(shè)計”就是試圖處處降低熱阻，即降低芯片到大氣的散熱路徑的熱阻，最終降低TJ，提高可靠性。
要點：
熱阻是表示傳熱困難的數(shù)值。
熱阻的符號為Rth和，單位為/W(K/W)。
熱阻可以用與電阻大致相同的方式來考慮。