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熱阻網路 熱阻 • 熱阻通常被定義成θ ，如下式： jx θ = (T －T ) / P (1) jx j x • θ ＝熱阻，從PN介面至參考點x ，x可以選在周 jx 圍的空氣、PC板上，或者選在散熱片的表面。 • Tj = 鄰接溫度(junction temperature) • Tx ＝參考點溫度(reference temperature) • P＝IC晶片所產生的功率(power) 熱阻 • 常用的兩個參數是θ 和θ jc ja • θ表示從矽晶片至封裝表面的熱阻 jc • θ則是從矽晶片至周圍空氣的熱阻 ja • θ ＝θ ＋θ ja jc ca • 式中θ ＝從封裝表面至周圍空氣的熱阻 ca 封裝的內部熱阻 • 封裝的內部熱阻等於所有傳導熱阻的總 和，如下式: θ ＝t / KA ＝(T －T ) / P (2) jc j c • t＝熱量所通過材料的厚度 • K＝材料的熱傳係數 • A=垂直於熱傳方向的材料表面積 Cerdip 之熱阻網路 28mmMQFP的實例 • 圖7是MQFF的剖面圖，為了簡化起見，我 們忽略焊線的效應，並假設導線架為一薄 片和封裝體同寬。 • 圖8為熱阻網路圖，可以用來計算PN介面至 封裝底面的熱阻。 • 內部熱阻位主要是受模塑化合物的影響，如果使用 相同尺寸的氧化鋁來取代此模塑複合材料，則熱阻 位將只有0.28oC/W ，如下列各式所示： • θ ＝0.07 oC/W si • θ ＝0.0000508 / [6(0.00914)2] ＝0.1 oC/W die-attach • Θ ＝忽略不計 lead-frame • θ ＝0.0018 / [20(0.028)2] ＝0.11 oC/W ceramic • Θ ＝θ ＋θ + θ + θ ＝ jc_total si die-attach lead-frame ceramic 0.28 oC/W • 在ATAB BGA或覆晶結構中，熱是經由錫 凸塊傳到基板；實際上，在矽晶片和基板 之間會存有一個空隙，而我們會在空隙中 加入填充物，這樣的設計使得傳導熱會同 時經由錫凸塊和填充物傳到基板上，此種 散熱路徑類似於晶片貼合層，而其熱阻線 路如下圖，其中N為錫凸塊數。在計算相對 應的熱阻時，假設錫凸塊的熱阻值為643 oC/W ，此外，填充物的熱傳係數為1 W/m2K ，而其有效面積為矽晶片的一半。 • 如果矽晶片是用環氧樹脂粘在基板上，那 麼從PN介面處至導線架的熱阻值為0.17 oC/W ；另一方面，如果矽晶片是以覆晶法 與基板相接合，從鄰接處至基板的熱阻為 1.6 oC/W ，但是若沒有導熱填充物的話， 熱的傳導會更差。 • 前面所作的簡單的計算模型都是由(2)式得來的， 而此式的基本假設是，所有熱的散逸都只和封裝 材料的厚度有關，但是實際上熱的散逸是在任何 方向都會發生的;有關於(2)式的另一個假設則是， 存在一個均質熱源，而且