混合集成电路的热阻计算
发布时间:2012/4/24 19:42:48 访问次数:1825
在设计功率混合集成电路时CY2305SXC-1HT应进行热阻计算,以确定从封装到器件的结的温升。当半导体器件的结温上升至125℃以上时,器件电参数发生热漂移的风险增加,同时器件的可靠性也会降低很快。一般来说,器件结温每升高10℃,失效率大约会提高一倍;变压器、电感器的温度每升高10℃~12℃,寿命下降50%。因此,为确保可靠性,应该计算混合集成电路的热阻。计算时,需要知道以下参数:
①器件的最大允许结温( Tj)。
②最大功艴(PD)。
③电路所处的环境温度(TA或Tc)。
④电路中所用各种材料的热导率(K)。
图3.2表示混合集成电路中器件组装后的热界面和热通道的电学模拟。图3.3给出了三种基于不同粘结剂厚度的、用于计算热阻的曲线‘2]。这主要考虑到实际生产中粘结剂厚度是很难控制的。例如图3.3中,0.001英寸(25. 4pLm)粘贴厚度曲线表示一个结构的热阻曲线,这个结构含有一个用0. 001英寸厚充银环氧粘结剂粘接的器件和一个用0. 001英寸厚非导电环氧粘结剂粘接的基片。概算时,应该使用0. 002英寸(50. 8tLm)厚度的曲线。这些曲线是基于0.010英寸(25. 41um)厚的芯片、0.025英寸(50. 8rum)厚的基片和0.040英寸(101. 6rum)的底座得出的。
电路总热阻的计算是将各单个热阻相加,类似于电路分析所用的方法。描述热传递的方程非常复杂,热方程的推导可以依据热传递的傅里叶定律。通常以一个简化的模型给出热阻的计算公式,即假定热是以45。角的方向扩散,相当于一个截去尖顶的金字塔。依据此假定可以给出热阻的计算公式为:
在设计功率混合集成电路时CY2305SXC-1HT应进行热阻计算,以确定从封装到器件的结的温升。当半导体器件的结温上升至125℃以上时,器件电参数发生热漂移的风险增加,同时器件的可靠性也会降低很快。一般来说,器件结温每升高10℃,失效率大约会提高一倍;变压器、电感器的温度每升高10℃~12℃,寿命下降50%。因此,为确保可靠性,应该计算混合集成电路的热阻。计算时,需要知道以下参数:
①器件的最大允许结温( Tj)。
②最大功艴(PD)。
③电路所处的环境温度(TA或Tc)。
④电路中所用各种材料的热导率(K)。
图3.2表示混合集成电路中器件组装后的热界面和热通道的电学模拟。图3.3给出了三种基于不同粘结剂厚度的、用于计算热阻的曲线‘2]。这主要考虑到实际生产中粘结剂厚度是很难控制的。例如图3.3中,0.001英寸(25. 4pLm)粘贴厚度曲线表示一个结构的热阻曲线,这个结构含有一个用0. 001英寸厚充银环氧粘结剂粘接的器件和一个用0. 001英寸厚非导电环氧粘结剂粘接的基片。概算时,应该使用0. 002英寸(50. 8tLm)厚度的曲线。这些曲线是基于0.010英寸(25. 41um)厚的芯片、0.025英寸(50. 8rum)厚的基片和0.040英寸(101. 6rum)的底座得出的。
电路总热阻的计算是将各单个热阻相加,类似于电路分析所用的方法。描述热传递的方程非常复杂,热方程的推导可以依据热传递的傅里叶定律。通常以一个简化的模型给出热阻的计算公式,即假定热是以45。角的方向扩散,相当于一个截去尖顶的金字塔。依据此假定可以给出热阻的计算公式为:
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