【導(dǎo)讀】到目前為止,我們已經(jīng)介紹過使用熱阻和熱特性參數(shù)來估算TJ的方法。本文將介紹在表面貼裝應(yīng)用中,如何估算散熱面積以確保符合TJ max,以及與熱相關(guān)的元器件布局注意事項。
本文的關(guān)鍵要點
?如果將會發(fā)熱的IC安裝得過于密集,就會發(fā)生熱干擾并導(dǎo)致溫度升高。
?根據(jù)所容許的最大TJ求得所需的θJA,并估算其所需的散熱面積。
到目前為止,我們已經(jīng)介紹過使用熱阻和熱特性參數(shù)來估算TJ的方法。本文將介紹在表面貼裝應(yīng)用中,如何估算散熱面積以確保符合TJ max,以及與熱相關(guān)的元器件布局注意事項。
元器件配置與熱干擾
隨著近年來對小型化的需求日益高漲,對電路板也提出了要盡可能小的要求,使元器件的安裝密度趨于增高。但是,對于發(fā)熱的元器件來說(在這里是指IC),需要將電路板當(dāng)作散熱器,因此也就需要一定的面積來散熱。如果不能確保相應(yīng)的面積,就會導(dǎo)致熱阻升高,發(fā)熱量增加。此外,如果發(fā)熱的IC彼此靠近安裝,它們產(chǎn)生的熱量會相互干擾并導(dǎo)致溫度升高。
下圖就是表面貼裝IC的散熱路徑和發(fā)熱IC密集安裝時的散熱情況示意圖。
IC產(chǎn)生的熱量沿水平方向(面積)和垂直方向(電路板厚度)傳導(dǎo)并消散。但是如果將IC安裝得很密集,特別是水平方向的熱量會互相干擾,熱量很難散發(fā)出來,因此最終會導(dǎo)致溫度升高。
散熱所需的電路板面積估算
在表面貼裝應(yīng)用中,為了獲得IC能夠確保符合TJ max的熱阻,就需要有與其相應(yīng)的散熱面積。此外,避免熱干擾也很重要。下圖是防止熱干擾所需的間距示意圖。至少在滿足這一點后,再根據(jù)θJA與銅箔面積的關(guān)系圖估算所需的散熱面積。
如圖所示,至少需要IC端面到板面的45°直線不干涉的間距。接下來,求使用條件下所需的θJA。
條件示例:IC功耗=1W,最高環(huán)境溫度TA(HT)=85℃,最大容許TJ值=140℃。
從下圖中可以看出,要想使θJA為55℃/W,需要500mm2以上的銅箔面積。
就是這樣通過確保避免熱干擾的間隔和所需的散熱面積,來考慮最終的IC布局。
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