如@@何选择符合应用散热@@要求的半导体封装@@@@

为了满足应用的散热@@要求@@,设计@@人员需要比较不同半导体封装@@类型的热特性@@。在@@本@@188金宝搏@@ 中@@, Nexperia(安世半导体@@)讨论了其焊线封装@@和@@夹片粘合封装@@的@@散热@@通道@@,以便设计@@人员选择更合适的封装@@@@。

焊线器件中@@的热传导@@如@@何实现@@

焊线封装@@器件中@@的主要散热@@通道是从结参考点到印刷电路板@@(PCB)上的焊点@@,如@@图@@@@1所示@@。按照一阶近似的简单算法@@,次要功耗通道的影响@@(如@@图@@@@所示@@@@)在@@热阻计算中@@可以忽略不计@@。

焊线器件中@@的散热@@通道@@

夹片粘合器件中@@的双热传导@@通道@@

夹片粘合封装@@在@@散热@@上与焊线封装@@的@@区别在@@于@@@@,器件结的热量可以沿两条不同的通道耗散出去@@,即通过引线框架@@(与焊线封装@@一样@@)和@@夹片框架散热@@@@。

夹片粘合封装@@中@@的热传导@@@@

结到焊点@@ Rth( j-sp )的热阻定义因为两个@@参考焊点的存在@@而变得更加复杂@@。这些参考点的温度可能不同@@,导致热阻成为一个并联网@@络@@。

Nexperia(安世半导体@@)使用相同方法来提取夹片粘合器件和@@焊线器件的@@ Rth( j-sp )值@@。该值@@表征从芯片到引线框架再到焊点的主要散热@@通道@@,使得夹片粘合器件的值@@与类似@@ PCB 布局中@@的焊线器件值@@相似@@。然而@@,在@@提取@@ Rth( j-sp )值@@时@@,并没有充分利用第二条通道@@,因此器件的总体散热@@潜力通常更高@@。

事实上@@,第二条关键的散热@@通道让设计@@人员有机会改进@@ PCB 设计@@。例如@@@@,对于@@焊线器件@@,只能通过一条通道来散热@@@@(二极管的大多数热量通过阴极引脚耗散@@);而对于@@夹片粘合器件@@,两个@@端子均可散热@@@@。

半导体器件散热@@性能的仿真实验@@

仿真实验表明@@,如@@果@@ PCB 上的所有器件端子都有散热@@通道@@,可以显著改善热性能@@。例如@@@@,在@@ CFP5 封装@@的@@ PMEG6030ELP 二极管中@@@@(图@@3),35%的热量通过铜夹片传递到阳极引脚@@,65%的热量通过引线框架传递到阴极引脚@@。

CFP5封装@@二极管@@

"通过仿真实验证实@@,将散热@@片分成两个@@部分@@(如@@图@@@@4所示@@)更有利于@@散热@@@@。

如@@果@@将一个@@1 cm² 的散热@@片@@分成两个@@@@0.5 cm² 的散热@@片@@,分别放置于@@两个@@端子的下方@@,在@@相同的温度下@@,二极管可以耗散的功率会增加@@6%。

与标准的散热@@设计@@或@@者仅连接在@@阴极处的@@6 cm² 散热@@片相比@@,两个@@3 cm² 散热@@片可以增加约@@20%的功率耗散@@。"

散热@@器位于@@不同区域和@@电路板位置的散热@@仿真结果@@

Nexperia帮助设计@@人员选择更适合其应用的封装@@@@

部分半导体器件制造商不会向设计@@人员提供必要信息@@,导致设计@@人员无法确定哪种封装@@类型能为其应用提供更好的散热@@性能@@。在@@本@@文中@@@@, Nexperia(安世半导体@@)介绍了其焊线器件和@@夹片粘合器件中@@的散热@@通道@@,帮助设计@@人员为其应用做出更好的决策@@。

关于@@作者@@

Martin Röver

Martin Röver于@@2010年在@@哥廷根大学获得半导体物理学博士学位@@。在@@哥廷根大学短暂的博士后工作阶段后@@,他于@@@@2011年加入恩智浦@@(后加入@@Nexperia),担任双极性晶体管@@(BJT)的开发工程师@@。在@@过去的@@12年中@@@@,他在@@@@Nexperia公司积累了垂直@@BJT的设计@@和@@质量方面的经验@@,作为分立器件@@(如@@SMD和@@DFN封装@@)的系统架构师@@,并担任产品开发的项目负责人@@。此外@@,他还推动热仿真课题@@,如@@RC热模型的生成@@,并主持@@Nexperia的热主题专家小组@@。

文章来源@@:安世半导体@@