在芯片的規(guī)格書中，對散熱設(shè)計最有幫助的有三個值：功耗，溫度要求和熱阻參數(shù)。芯片的溫度通常會根據(jù)不同位置點命名為芯片結(jié)溫、殼溫、底部溫度、頂端溫度等多個溫度概念。芯片的結(jié)溫通常用Tj表示，為芯片Die 表面的溫度(結(jié)溫)，下角標J是Junction的簡寫；Tc為芯片封裝表面的溫度，下角標C為英文Case的簡寫。芯片的基本熱阻特性參數(shù)有結(jié)到空氣熱阻ΘJA；殼到空氣熱阻ΘCA；結(jié)殼熱阻ΘJC；結(jié)板熱阻ΘJB等四個。

       ΘJA—結(jié)到環(huán)境熱阻是芯片Die 表面到周圍環(huán)境的熱阻，單位是℃/W。周圍環(huán)境通常認為是熱量的最終目的地。ΘJA取決于IC 封裝、電路板、空氣流通、輻射和系統(tǒng)特性，強迫對流設(shè)計時，輻射的影響可以忽略。通常情況下，芯片規(guī)格書中的ΘJA會有對應(yīng)的環(huán)境通風條件設(shè)置和加裝的散熱器設(shè)置。不同的測試設(shè)置會導致ΘJA的測試結(jié)果值差異巨大。

       ΘCA—殼到環(huán)境熱阻是芯片封裝表面到周圍環(huán)境的熱阻，單位是℃/W。顯然，ΘCA與ΘJA有相似的物理意義，只是芯片側(cè)的溫度變成了芯片封裝表面的溫度。

       ΘJC—結(jié)殼熱阻是芯片Die 表面到封裝外殼的熱阻，外殼可以看作是封裝外表面的一個特定點。ΘJC是芯片熱特性的關(guān)鍵參數(shù)之一，是對芯片進行散熱強化設(shè)計的重要參考指標。

       ΘJC 取決于封裝材料(引線框架、模塑材料、管芯粘接材料)和特定的封裝設(shè)計(管芯厚度、裸焊盤、內(nèi)部散熱過孔、所用金屬材料的熱傳導率)。對帶有引腳的封裝來說，ΘJC在外殼上的參考點位于塑料外殼延伸出來的1 管腳，在標準的塑料封裝中，ΘJC的測量位置在1 管腳處。該值主要是用于評估散熱片的性能。在測試結(jié)殼熱阻時，測試裝置會迫使芯片熱量全部從芯片頂部散失（即芯片底部絕熱）。

       ΘJB—結(jié)板熱阻是指從芯片結(jié)到電路板的熱阻，是芯片散熱強化設(shè)計的另一關(guān)鍵參數(shù)。ΘJB對芯片Die 到電路板的熱通路進行了量化，表達了芯片內(nèi)部熱量到單板一側(cè)的傳熱阻力。ΘJB包括來自兩個方面的熱阻：從芯片Die 表面到封裝底部參考點的熱阻，以及貫穿封裝底部的電路板的熱阻。在測試結(jié)板熱阻時，測試裝置會迫使芯片熱量全部從芯片底部散失（即芯片頂部絕熱）。

雙熱阻模型

       在常用的熱仿真軟件中頻繁提到的雙熱阻模型，就是使用的ΘJB和ΘJC兩個熱阻來描述的芯片的熱量傳遞特性。

       片層面的封裝特征來總結(jié)，熱量的傳遞主要有三條路徑，第一：熱量從Die通過封裝材料(Mold Compound)傳導到器件表面然后通過對流換熱/輻射換熱散到周圍環(huán)境中；第二：熱量從Die到焊盤，然后由連接到焊盤的印刷電路板進行對流/輻射散；第三：Die熱量通過引線和管腳傳遞到PCB 上散熱。

實際情況下的熱特性參數(shù)Ψ

       除了這些對測試條件有嚴格規(guī)定的熱阻特性參數(shù)Θ，芯片還有一個不受嚴格測試情景約束的熱阻Ψ。Ψ和Θ熱物理學意義類似，都是熱阻，Ψ是指在芯片在實際的運用中的熱阻，而Θ則由于單側(cè)施加了絕熱措施，是指熱量傳遞全部沿頂部，或全部沿底部傳遞時的熱阻。

       以結(jié)殼熱阻和結(jié)殼熱特性參數(shù)為例，由于材料本身的導熱系數(shù)是固定的，在ΨJT的測試場景中，因為沒有施加強制措施，熱量并不會全部沿頂部傳輸。

       在實際的電子系統(tǒng)散熱時，熱會由封裝的上下甚至周圍傳出，而不一定會由單一方向傳遞，因此Ψ的定義更加符合實際系統(tǒng)的量測狀況。與芯片封裝熱阻類似，Ψ同樣有多個值，如芯片結(jié)到芯片頂部的熱阻ΨJT，芯片結(jié)到底部的熱阻ΨJB等。Ψ的測試值并不固定，它與芯片所使用的散熱強化手段有關(guān)，當測試用的散熱器更大時，熱量會更多地沿頂部散出，往往會測得更高的值，因此，除非能夠確定熱特性參數(shù)測試條件設(shè)定，否則前期設(shè)計時一般不建議采用這一數(shù)值來理解芯片的封裝熱特性。

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