IC封裝的熱特性

ΘJA是結到周圍環境的熱阻，機關是°C/W。周圍環境通常被看作熱“地”點。ΘJA取決于IC封裝、電路闆、空氣流通、輻射和系統特性，通常輻射的影響可以忽略。ΘJA專指自然條件下(沒有加通風措施)的數值。

ΘJC是結到管殼的熱阻，管殼可以看作是封裝外表面的一個特定點。ΘJC取決于封裝材料(引線架構、模塑材料、管芯粘接材料)和特定的封裝設計(管芯厚度、裸焊盤、内部散熱過孔、所用金屬材料的熱傳導率)。

對帶有引腳的封裝來說，ΘJC在管殼上的參考點位于塑膠外殼延伸出來的1管腳，在标準的塑膠封裝中，ΘJC的測量位置在1管腳處。對于帶有裸焊盤的封裝，ΘJC的測量位置在裸焊盤表面的中心點。ΘJC的測量是通過将封裝直接放置于一個“無限吸熱”的裝置上進行的，該裝置通常是一個液冷卻的銅片，能夠在無熱阻的情況下吸收任意多少的熱量。這種測量方法設定從管芯到封裝表面的熱傳遞全部由傳導的方式進行。

注意ΘJC表示的僅僅是散熱通路到封裝表面的電阻，是以ΘJC總是小于ΘJA。ΘJC表示是特定的、通過傳導方式進行熱傳遞的散熱通路的熱阻，而ΘJA則表示的是通過傳導、對流、輻射等方式進行熱傳遞的散熱通路的熱阻。

ΘCA是指從管殼到周圍環境的熱阻。ΘCA包括從封裝外表面到周圍環境的所有散熱通路的熱阻。

根據上面給出的定義，我們可以知道：

ΘJA = ΘJC + ΘCA

ΘJB是指從結到電路闆的熱阻，它對結到電路闆的熱通路進行了量化。通常ΘJB的測量位置在電路闆上靠近封裝的1管腳處(與封裝邊沿的距離小于1mm)。ΘJB包括來自兩個方面的熱阻：從IC的結到封裝底部參考點的熱阻，以及貫穿封裝底部的電路闆的熱阻。

測量ΘJB時，首先阻斷封裝表面的熱對流，并且在電路闆距封裝位置較遠的一側安裝一個散熱片。如下圖1所示：

圖1. ΘJB的測量過程示意圖

電路中晶片的耗散功率設計經驗總結

從事電子電力設計工作的人都知道，晶片是電路中的心髒，而涉及晶片問題，首先要考慮的就肯定是散熱。晶片散熱的好壞将直接關系到此電路系統能否正常工作，通常來說耗散功率指的就是晶片散熱，本篇文章給出了一些關于耗散功率的經驗總結，希望大家在閱讀之後能夠有所收獲。

晶片的spec上一般都有耗散功率這個參數。比如晶片ZXT10P20DE6，它的datasheet中有以下參數：

任何TTL或者CMOS器件都是要在一定的結溫下，而晶片随着功耗的升高，溫度逐漸上升，當到達最大結溫的時候，此時晶片的功耗就是耗散功率。晶片的功耗一般用P=I2R或者P=UI(線性條件下)來計算。

從ZXT10P20DE6 datasheet，我們可以了解到耗散功率都是在一定條件下測試出來的器件能夠承受的最大功率，超過這個最大功率，器件就可能會遭受不可恢複的損壞。一般測試條件是環境溫度和散熱措施。ZXT10P20DE6它的耗散功率是在攝氏25度下，在兩個散熱措施：25mm*25mm 1oz（34um）的銅箔，器件直接焊接在一個FR4 PCB闆下測試出的功率。

測試環境直接關系到了耗散功率的大小。比如ZXT10P20DE6，它是一個三極管，他的最大結溫是150度（但實際可能到不了， 130度才能正常工作）。在25度環境下它能測出1.1W耗散功率，但在75度環境下可能它的耗散功率就隻有零點幾瓦了。不同的散熱措施下，耗散功率也不同，一個是 1.1W，一個是1.7W。

表征散熱措施一個參數是熱阻。所謂“熱阻”（thermal resistance），是指反映阻止熱量傳遞的能力的綜合參量。熱阻的概念與電阻非常類似，機關也與之相仿——℃/W，即物體持續傳熱功率為1W時，導熱路徑兩端的溫差。對散熱器而言，導熱路徑的兩端分别是發熱物體（CPU）與環境空氣。對于IC而言導熱兩端路勁是IC最中心與環境空氣。

上表中三極管的熱阻是73度/W。如果該三極管功耗是1W，則其溫度将達到25+73=98度。如果功耗增加到 1.7W, 則三極管的結溫就将達到25+1.7*73=25+124=145度。此時晶片已經達到最大結溫，晶片功耗再上升的話，就會損壞晶片。使用散熱措施能夠降低器件的熱阻，比如 AMD一款雙核CPU，它做了散熱措施之後，熱阻隻有0.414度/瓦。

對于一個晶片，我們要怎麼關注它的散熱問題？首先，查手冊了解晶片的耗散功率。然後，計算晶片在極端工作條件下的最大功耗。最後，對比耗散功率和晶片最大功耗，如果耗散功率小于晶片最大功耗，則必須考慮增加。

散熱措施

以手機充電電路為例子，手機通過AON4703給手機電池充電。一般情況下，手機USB 5V電壓充電，如果恒流充電電流為500mA。則AON4703的mos功耗為5V-3.3V-0.5V=1.2V，則P=1.2V*500mA=600mW。AON4703的耗散功率為1.7W，則在一般情況下，該晶片能夠正常工作，不需要增加再增加額外散熱措施。

但是如果手機用DC JACK，或者直流電源充電，當充電電壓為8V的時候，晶片的功耗為（8-3.3-0.5）*500mA=2.1W，此時手機功耗超過PCM（最大耗散功率），則必須考慮增加額外的散熱措施。如果不增加，則大概可以算出來手機最高截止充電電壓為7V。當然為了在8V的電壓下也能充電，也可以降低充電電流進而降低功耗。

本篇文章從主要講解了電路中晶片的散熱措施和應用，在講解應用時，給出了較為詳細的執行個體分析來促進了解，希望大家在閱讀過本篇文章之後，能夠利用文章當中的經驗來自行應對晶片的散熱問題。