芯片发烧怎么办热阻及散热PPT课件.ppt

热阻及PCB散热基本知识关耀枢－2012-5-20芯片发烧怎么办2021/3/911.热阻的概念热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，表明了 1W热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W如图，假设芯片耗散功率为2W， 即θja＝（150-24）/2＝63 ℃/W 导热系数：稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/米·度，w/m·k2021/3/921.热阻的概念一些材料的热阻系数（导热系数的倒数）￿￿￿钻石￿0.06 银0.10 铜0.11 金￿￿￿￿￿0.13 铝0.23 氧化铍瓷0.24 锡￿￿￿￿￿0.60 碳5.7 水63 塑料￿190 空气22802021/3/932.热阻的计算及应用① 芯片的热参数θja: 芯片结到空气的热阻θjc: 芯片结到外壳的热阻θca: 芯片外壳到空气的热阻，理想时θja＝ θjc+ θcaTj：最高结温（当温度高于此时，芯片损坏或自动保 护）2021/3/942.热阻的计算及应用②￿在设计初考虑热阻 设计阶段，可通知计算热阻来确定芯片是否适用或者是否需要额外的措施散热。

如：使用1117￿LDO，输入5V，输出3.3V，电流200mA；判断是否有问题查得：223封装的LDO， θjc＝33 ℃, θca=150 ℃, Tj =150 ℃计算PD = （5-3.3）*0.200 = 0.34W Tc = 45（假设环境温度）+0.34*150＝96 ℃ Tj= 96+33*0.34=107.2<150 ℃可以基本确认，芯片能满足使用要求，但实际应用中， θjc及θca会随使用的情况变化，如何计算？2021/3/952.热阻的计算及应用③￿精确定位热阻 要知道准确的θja怎么办？ 1. 测试准确的Tj 令Vin=Vout+1V，Iout＝0,此时可认为Tj＝Tc; 在恒温箱内提高温度，直到芯片保护，得到准 ￿￿确的Tj； 2. 在常温下，加大Iout，直至芯片保护通过 θja=(Tj-Ta)/Pd，得到θja 3. 得到准确的θja后，可以有效的计算不同使用情 况下的结温，温升等数据2021/3/963.￿影响芯片温度的其它因素① 芯片的封装，工艺，材料变化都有影响，如： 不同的芯片封装有不同的散热途径在自然對流時，QFP、BGA以及FCOB熱傳向下方PCB的比例分別為85%，88%以及95%。

2021/3/973.￿影响芯片温度的其它因素②￿散热焊盘，散热孔 芯片增加散热焊盘后，会改变θca，θjc也会有小幅 变化（具体怎么算？） 散热焊盘增大到一定程度后，作用变化不大 散热孔能把热量导到其它层，增大散热效果 实际测试，塞阻孔（防渗锡）跟不塞孔效果 相差不大2021/3/983.￿影响芯片温度的其它因素③￿散热片 A提高散热面积 B提高换热系数 C提高发射率￿￿￿：表面涂漆，喷沙，阳极氧化注：散热片与芯片间要涂上硅胶等材料，保证充分接触 散热片设计2021/3/993.￿影响芯片温度的其它因素￿￿￿④热管散热器：热管是一种依靠内部工质相变进行高效热量传递的导热元件，通过在散热器基板埋入及穿FIN等手段实现散热器基板的均温及提高翅片效率等，从而实现散热器整体性能的大幅提升2021/3/9103.￿影响芯片温度的其它因素⑤界面导热材料金属材料，Sn/Pb焊料；导热硅脂导热硅橡胶胶水，315胶导热粘性膜导热绝缘热片等等2021/3/9113.￿影响芯片温度的其它因素⑥￿板材的影响 FR4,铝基，陶基 FR4 导热系数0.3W /(m*K)￿￿￿￿￿￿纯铝￿￿￿￿￿￿￿￿导热系数为236 W/(m*K） 铜￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿导热系数380W /(m*K) 陶基￿￿￿￿￿￿￿￿￿导热系数变化大，看工艺， 大的可>220 W /(m*K) 温度特性好注意：PCB基材的热膨胀系数跟铜铂最好一致2021/3/9123.￿影响芯片温度的其它因素⑦￿PCB布局 热元件靠上放 热元件分开放￿PCB垂直放时比平放散热效果好 2021/3/9133.￿影响芯片温度的其它因素⑧￿机箱散热￿￿￿￿在机箱/机器后壳的底部，顶部开窗，可利用烟囱效应形成气流散热；￿￿￿发散元件上方尽量不要放高大元件，影响散热；￿￿￿利用风扇散热；￿￿￿电视机两侧开孔作用不大；2021/3/9143. 影响芯片温度的其它因素⑨￿常用的仿真软件￿Fluent 公司开发的￿IcePAK Flomerics公司开发的￿Flotherm 2021/3/915放映结束 感谢各位的批评指导！ 谢谢 谢！谢！让我们共同进步2021/3/916。