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QFN封装热阻支持高功率应用

关键的外卖

  • QFN封装因其体积小、价格合理、电气特性和热性能而应用于半导体行业。

  • 在芯片层面,热能是由晶体管功能产生的热量产生的,热能是由芯片电路的电阻层产生的。

  • 外露的热垫降低了QFN封装的热阻。

QFN封装

QFN封装因其体积小、价格合理、电气特性和热性能而应用于半导体行业

QFN封装因其体积小、价格合理、良好的电气特性和优异的热性能在半导体行业中获得了广泛的应用。QFN封装具有较高的热性能。QFN封装热阻值取决于环境温度、所使用的PCB板类型、PCB层数等。QFN封装热阻低,并提供了一个非常好的热路径到板。

我们将在本文中探讨QFN封装及其热性能。

半导体IC热管理

芯片的热环境非常重要,因为它会影响性能和可靠性。对于市场上所有可用的ic,都有一个最大值结温为了安全操作,在数据表中指定。当结温超过上限时,就会影响集成电路的可靠性和性能。

IC中使用的封装对于从IC到电路板或环境的有效热量传输至关重要。在芯片层面,热能通过两种方式产生:

  1. 晶体管函数的热量产生。

  2. 由芯片电路的电阻层产生的热能。

为了维持芯片的寿命,最高温度需要保持在数据表中规定的值以下。集成电路封装影响热量如何从晶体管结或电阻层传播到环境。封装的热阻是显著的,因为低的值表明更快的热能传输。

让我们看看QFN包是如何建立热管理的。

QFN包

四平无铅(QFN)封装由于其成本低、体积小、良好的电气性能和散热能力而广受欢迎。QFN封装的热性能是它们用于汽车系统、工业电源应用和消费电子产品的主要原因。引线框架封装广泛应用于高速、高频应用中。QFN封装中暴露的桨叶使其适用于大功率系统。

QFN包装热阻

热阻是衡量IC封装散热效果的一种方法。热阻一般是指集成电路中每消耗1w的功率所增加的温度,热阻的单位为℃/W。在数据表中,“符号用于表示热阻。

QFN包装设计有一个暴露的桨。这个暴露在封装底部的热垫直接焊接到PCB上。这种类型的连接建立了从模具到板的热传递路径。外露的热垫降低了QFN封装的热阻。热垫作为集成电路的内置散热器,携带产生的大部分热能并将其消耗到PCB上。

QFN包装变体

由于其优异的热性能,QFN封装被用于电信、便携式消费产品和汽车电子产品。随着QFN包装需求的增加,市场上发布了不同的变体。其中一些是:

  1. 微型引线框架(MLF)封装

  2. 无铅塑料芯片载体包装

  3. 四轴无铅包装

所有这些都属于QFN包装家族,并表现出相同的热性能。小型化和快速性能的需要鼓励了其他改型的发展。让我们来仔细看看高功率四平面无铅(HQFN)封装。

用于高功率应用的高功率四平面无铅IC封装

集成电路的热性能直接影响整个系统的性能、寿命和可靠性。随着小型化,ic的热性能面临挑战,因为散热面积大大减少。

支持小型化和热性能的一种包装风格是大功率QFN包装。高功率QFN封装设计用于大规模功耗。即使HQFN包装是基于引线框架设计(就像基本的QFN包装一样),它们也可以从两侧散热。双表面散热的可用性增强了HQFN包的热阻。这些封装包括一个硅盖附在模具上,以传播热量。

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