【導讀】為了滿足應(yīng)用的散熱要求，設(shè)計人員需要比較不同半導體封裝類型的熱特性。在本博客中， Nexperia（安世半導體）討論了其焊線封裝和夾片粘合封裝的散熱通道，以便設(shè)計人員選擇更合適的封裝。
焊線器件中的熱傳導如何實現(xiàn)
焊線封裝器件中的主要散熱通道是從結(jié)參考點到印刷電路板（PCB）上的焊點，如圖1所示。按照一階近似的簡單算法，次要功耗通道的影響（如圖所示）在熱阻計算中可以忽略不計。
焊線器件中的散熱通道
夾片粘合器件中的雙熱傳導通道
夾片粘合封裝在散熱上與焊線封裝的區(qū)別在于，器件結(jié)的熱量可以沿兩條不同的通道耗散出去，即通過引線框架（與焊線封裝一樣）和夾片框架散熱。
夾片粘合封裝中的熱傳導
結(jié)到焊點 Rth（ j-sp ）的熱阻定義因為兩個參考焊點的存在而變得更加復雜。這些參考點的溫度可能不同，導致熱阻成為一個并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
Nexperia（安世半導體）使用相同方法來提取夾片粘合器件和焊線器件的 Rth（ j-sp ）值。該值表征從芯片到引線框架再到焊點的主要散熱通道，使得夾片粘合器件的值與類似 PCB 布局中的焊線器件值相似。然而，在提取 Rth（ j-sp ）值時，并沒有充分利用第二條通道，因此器件的總體散熱潛力通常更高。
事實上，第二條關(guān)鍵的散熱通道讓設(shè)計人員有機會改進 PCB 設(shè)計。例如，對于焊線器件，只能通過一條通道來散熱（二極管的大多數(shù)熱量通過陰極引腳耗散）；而對于夾片粘合器件，兩個端子均可散熱。
半導體器件散熱性能的仿真實驗
仿真實驗表明，如果 PCB 上的所有器件端子都有散熱通道，可以顯著改善熱性能。例如，在 CFP5 封裝的 PMEG6030ELP 二極管中（圖3），35%的熱量通過銅夾片傳遞到陽極引腳，65%的熱量通過引線框架傳遞到陰極引腳。
CFP5封裝二極管
"通過仿真實驗證實，將散熱片分成兩個部分（如圖4所示）更有利于散熱。
如果將一個1 cm2 的散熱片分成兩個0.5 cm2 的散熱片，分別放置于兩個端子的下方，在相同的溫度下，二極管可以耗散的功率會增加6%。
與標準的散熱設(shè)計或者僅連接在陰極處的6 cm2 散熱片相比，兩個3 cm2 散熱片可以增加約20%的功率耗散。"
散熱器位于不同區(qū)域和電路板位置的散熱仿真結(jié)果
Nexperia幫助設(shè)計人員
選擇更適合其應(yīng)用的封裝
部分半導體器件制造商不會向設(shè)計人員提供必要信息，導致設(shè)計人員無法確定哪種封裝類型能為其應(yīng)用提供更好的散熱性能。在本文中， Nexperia（安世半導體）介紹了其焊線器件和夾片粘合器件中的散熱通道，幫助設(shè)計人員為其應(yīng)用做出更好的決策。
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