半导体器件的热阻和散热器设计
半导体封装技术向高端演进 (从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP)
半导体器件有许多封装形式,按封装的外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、表面贴装型和高级封装三类。从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP,技术指标一代比一代先进。总体说来,半导体封装经历了三次重大革新:第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装,它极大地提高了印刷电路板上的组装密度;第二次是在上世纪90年代球型矩阵封装的出现,满足了市场对高引脚的需求,改善了半导体器件的性能;芯片级封装、系统封装等是现在第三次革新的产物,其目的就是将封装面积减到最小。 高级封装实现封装面积最小化 芯片级封装CSP。几年之前封装本体面积与芯片面积之比通常都是几倍到几十倍,但近几年来有些公司在BGA、TSOP的基础上加以改进而使得封装本体面积与芯片面积之比逐步减小到接近1的水平,所以就在原来的封装名称下冠以芯片级封装以用来区别以前的封装。就目前来看,人们对芯片级封装还没有一个统一的定义,有的公司将封装本体面积与芯片面积之比小于2的定为CSP,而有的公司将封装本体面积与芯片面积之比小于1.4或1.2的定为CSP。目前开发应用最为广泛的是FBGA和QFN等,主要用于内存和逻辑器件。就目前来看,CSP的引脚数还不可能太多,从几十到一百多。这种高密度、小巧、扁薄的封装非常适用于设计小巧的掌上型消费类电子装置。 CSP封装具有以下特点:解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题;封装面积缩小到BGA的1/4至1/10;延迟时间缩到极短;CSP封装的内存颗粒不仅可以通过PCB板散热,还可以从背
面散热,且散热效率良好。就封装形式而言,它属于已有封装形式的派生品,因此可直接按照现有封装形式分为四类:框架封装形式、硬质基板封装形式、软质基板封装形式和芯片级封装。 多芯片模块MCM。20世纪80年代初发源于美国,为解决单一芯片封装集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上组成多种多样的电子模块系统,从而出现多芯片模块系统。它是把多块裸露的IC芯片安装在一块多层高密度互连衬底上,并组装在同一个封装中。它和CSP封装一样属于已有封装形式的派生品。 多芯片模块具有以下特点:封装密度更高,电性能更好,与等效的单芯片封装相比体积更小。如果采用传统的单个芯片封装的形式分别焊接在印刷电路板上,则芯片之间布线引起的信号传输延迟就显得非常严重,尤其是在高频电路中,而此封装最大的优点就是缩短芯片之间的布线长度,从而达到缩短延迟时间、易于实现模块高速化的目的。 WLCSP。此封装不同于传统的先切割晶圆,再组装测试的做法,而是先在整片晶圆上进行封装和测试,然后再切割。它有着更明显的优势:首先是工艺大大优化,晶圆直接进入封装工序,而传统工艺在封装之前还要对晶圆进行切割、分类;所有集成电路一次封装,刻印工作直接在晶圆上进行,设备测试一次完成,有别于传统组装工艺;生产周期和成本大幅下降,芯片所需引脚数减少,提高了集成度;引脚产生的电磁干扰几乎被消除,采用此封装的内存可以支持到800MHz的频
半导体器件参数(精)
《党政领导干部选拔任用工作条例》知识测试题(二) 姓名:单位: 职务:得分: 一、填空题(每题1分,共20分): 1、《党政领导干部选拔任用工作条例》于年月发布。 2、《党政领导干部选拔任用工作条例》是我们党规范选拔任用干部工作的一个重要法规,内容极为丰富,共有章条。 3、干部的四化是指革命化、知识化、年轻化、专业化。 4、,按照干部管理权限履行选拔任用党政领导干部的职责,负责《条例》的组织实施。 5、党政领导班子成员一般应当从后备干部中选拔。 6、民主推荐部门领导,本部门人数较少的,可以由全体人员参加。 7、党政机关部分专业性较强的领导职务实行聘任制△I称微分电阻 RBB---8、政协领导成员候选人的推荐和协商提名,按照RE---政协章程和有关规定办理。 Rs(rs----串联电阻 Rth----热阻 结到环境的热阻
动态电阻 本机关单位或本系统 r δ---衰减电阻 r(th--- Ta---环境温度 Tc---壳温 td---延迟时间 、对决定任用的干部,由党委(党组)指定专人同本人 tg---电路换向关断时间 12 Tj---和不同领导职务的职责要求,全面考察其德能勤绩廉toff---。 tr---上升时间13、民主推荐包括反向恢复时间 ts---存储时间和温度补偿二极管的贮成温度 p---发光峰值波长 △λ η---
15、考察中了解到的考察对象的表现情况,一般由考察组向VB---反向峰值击穿电压 Vc---整流输入电压 VB2B1---基极间电压 VBE10---发射极与第一基极反向电压 VEB---饱和压降 VFM---最大正向压降(正向峰值电压) 、正向压降(正向直流电压) △政府、断态重复峰值电压 VGT---门极触发电压 VGD---17、人民代表大会的临时党组织、人大常委会党组和人大常委会组成人员及人大代表中的党员,应当认真贯彻党委推荐意见 VGRM---门极反向峰值电压,带头(AV 履行职责交流输入电压 最大输出平均电压
散热器的散热量计算
冀州市冀暖北方暖气片厂 本标准参照采用国际标准ISO3147—1975(E)《热交换器—供水或蒸汽主环路的热平衡实验原理和试验方法》、ISO3148—1975《用空气冷却闭式小室确定辐射散热器、对流散热器和类似设备散热量的试验方法》、ISO3149—1975《用液体冷却闭式小室确定辐射散热器、对流散热器和类似设备散热量的试验方法》、ISO3150—1975(E)《辐射散热器、对流散热器和类似设备—散热量计算和结果的表达式》。 1、主题内容与适用范围本标准规定了在闭式小室内测试采暖散热器(简称散热器,暖气片)单位时间散热量(简称散热量)的原理、装置、方法、要求和数据的整理。本标准适用于以热水或蒸汽为热媒的采暖散热器。 2、术语 2.1辐射散热器在采暖散热器中,部分靠辐射放热的称辐射散热器。 2.2对流散热器在采暖散热器中,几乎完全靠自然对流放热的称对流散热器。 3、测试原理 3.1散热器的散热量散热器的散热量应由下式求得:Q=Gp(h1—h2) 式中:Q——散热器的散热量,W;Gp——热媒的平均流量,Kg/s;h1——散热器进口处热媒的焓,J/Kg;h2——散热器出口处热媒的焓,J/Kg。注:h1、h2 的数值系根据被测散热器进出口热媒的温度和压力,由中国建筑工业出版社1987年第一版《供暖通风设计手册》中查得。 3.2热媒参数的测量3.2.1热媒为热水时,当热水温度低于大气压力下水的沸点温度时,应测量散热器进口和出口处的水温,或测量其中一处水温及散热器进出口的热水温差;当热水温度高于大气压力下水的沸点温度时,则应测量散热器进口和出口处的水温和压力,或测量其中一处水温及散热器进出口的热水温差和压力差。3.2.2热媒为蒸汽时,应测量散热器进出口处蒸汽的压力和温度,散热器进口处的蒸汽应有2~5℃的过热度,测试时被测散热器流出的应仅为凝结水,凝结水温度与散热器进口处蒸汽压力下饱和温度之差不得超过1℃。3.2.3热媒温度系指散热器进出口处的温度。如不可能在该处测量时,则测温点与散热器进(出)口之间的距离不得大于0.3m。应对这段管道严格保温,并在计算散热量时减去这部分散热量。保温层应延伸到测温点之外0.3m以上。3.2.4热媒参数测量的准确度应符合以下要求:流量:±0.5% 温度:±0.1℃压力(绝对):±1%压差:当压差大于1KPa时±5% 当压差小于1KPa时±0.05%KPa 4、测试装置和要求 4.1测试装置测试装置应包括:a、安装被测散热器的闭式小室;b、小室六个壁面外的循环空气或水夹层;c、冷却夹层内循环空气或水的设备d、供给被测散热器能量的热媒循环系统。此系统应符合本标准的要求;e、检测和控制的仪表及设备。 4.2闭式小室的要求4.2.1小室内部的净尺寸应为:地面:(4±0.2m)×(4±0.2m) 高度:2.8±0.2m 4.2.2小室在任何情况下应为气密的。4.2.3小室的内表面应涂不含金属涂料的油漆。4.2.4小室采用空气冷却时,其构造应符合下列要求:4.2.4.1小室周围应设夹层,夹层内应维持稳定的温度环境。4.2.4.2小室的四壁、门、窗(若采用)、屋顶和地面的热阻偏差应在20%以内。4.2.4.3小室门应直接对着夹层外门。夹层外门必须气密,并宜具有和夹层墙相同的热阻。4.2.4.4夹层外围护层的墙、屋顶和地面总热阻应大于或等于1.73m3.K/W。4.2.4.5夹层内由可控温的送回风系统形成的循环空气,使小室的六个面得到均匀冷却。夹层的宽度宜为0.5m(不得小于0.3m);夹层内冷却空气的平均速度宜为0.1~0.5m/s。4.2.5采用水冷却时,小室的构造应符合下列要求:4.2. 5.1冷却水的循环方式应使小室表面温度均匀。4.2.5.2安装被测散热器的墙壁内表面,应在整个宽度离地面1.25m的高度内贴以保温板,保温板的厚度宜为6mm,其热阻应为0.05±0.05m2.K/W。板的外表面若刷油漆,应采用不含金属涂料的油漆。4.2.5.3冷却水的总流量应不小于6000Kg/h,每面墙的水流量应可分别控制。 5、闭式小室内各参数的测试及准确度 5.1小室内的空气温度小室内的空气温度应采用屏蔽的敏感元件在下列各点进行测量。5.1.1在内部空间的中心垂直轴线上a.基准点离地面0.75m高,准确到±0.1℃;b.离地面0.05、0.50、1.50m;距屋顶0.05m的四点,准确到±0.2℃。 5.1.2在每条距两面相邻墙1.0m处的垂直线上,离地面0.75、1.50m高的两点(共八点),准确到±0.2℃。} 5.2小室内表面温度小室的内表面温度应在下列各点进行测量:a.六个内表面的中心点,准确到±0.2℃;b.安装被测散热器的墙壁内表面的垂直中心线上,距地面0.30m的点,准确到±0.2℃。 5.3其他参数的测量除5.1和5.2所规定的各点外,还应测量下列参数;a.小室内空气的相对湿度;b.采用空气冷却时夹层内的空气温度,准确到±0.5℃; c.采用水冷却时,冷却系统入口处的水温准确到±0.2℃; d.大气压力,准确到±0.1KPa。
热阻计算
热阻计算 一般,热阻公式中,Tcmax =Tj - P*Rjc的公式是在假设散热片足够大而且接触足够良好的情况下才成立的,否则还应该写成Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rcs+Rsa)。Rjc表示芯片内部至外壳的热阻,Rcs表示外壳至散热片的热阻,Rsa表示散热片的热阻。没有散热片时,Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rca)。Rca 表示外壳至空气的热阻。 一般使用条件用Tc =Tj - P*Rjc的公式近似。厂家规格书一般会给出,Rjc, P等参数。一般P是在25度时的功耗。当温度大于25度时,会有一个降额指标。 一、可以把半导体器件分为功率器件和小功率器件。 1、大功率器件的额定功率一般是指带散热器时的功率,散热器足够大时且散热良好时,可以认为其表面到环境之间的热阻为0,所以理想状态时壳温即等于环境温度。功率器件由于采用了特殊的工艺,所以其最高允许结温有的可以达到175度。但是为了保险起见,一律可以按150度来计算。适用公式:Tc =Tj - P*Rjc。设计时,Tj最大值为150,Rjc已知,假设环境温度也确定,根据壳温即等于环境温度,那么此时允许的P也就随之确定。 2、小功率半导体器件,比如小晶体管,IC,一般使用时是不带散热器的。所以这时就要考虑器件壳体到空气之间的热阻了。一般厂家规格书中会给出Rja,即结到环境之间的热阻。(Rja=Rjc+Rca)。 同样以三级管2N5551为例,其最大使用功率1.5W是在其壳温25度时取得的。假设此时环境温度恰好是25度,又要消耗1.5W的功率,还要保证结温也是25度,唯一的可能就是它得到足够良好的散热!但是一般像2N5551这样TO-92封装的三极管,是不可能带散热器使用的。所以此时,小功率半导体器件要用到的公式是: Tc =Tj - P*Rja Rja:结到环境之间的热阻。一般小功率半导体器件的厂家会在规格书中给出这个参数。 2N5551的Rja,厂家给的值是200度/W。已知其最高结温是150度,那么其壳温为25度时,允许的功耗可以把上述数据代入Tc =Tj - P*Rja 得到: 25=150-P*200,得到,P=0.625W。事实上,规格书中就是0.625W。因为2N5551不会加散热器使用,所以我们平常说的2N5551的功率是0.625W而不是1.5W! 还有要注意,SOT-23封装的晶体管其额定功率和Rja数据,是在焊接到规定的焊盘(有一定的散热功能)上时测得的。
IC封装的热特性-热阻
IC封装的热特性 摘要:IC封装的热特性对于IC应用的性能和可靠性来说是非常关键的。本文描述了标准封装的热特性:热阻(用“theta”或Θ表示),ΘJA、ΘJC、ΘCA,并提供了热计算、热参考等热管理技术的详细信息。 引言 为确保产品的高可靠性,在选择IC封装时应考虑其热管理指标。所有IC在有功耗时都会发热,为了保证器件的结温低于最大允许温度,经由封装进行的从IC到周围环境的有效散热十分重要。本文有助于设计人员和客户理解IC热管理的基本概念。在讨论封装的热传导能力时,会从热阻和各―theta‖值代表的含义入手,定义热特性的重要参数。本文还提供了热计算公式和数据,以便能够得到正确的结(管芯)温度、管壳(封装)温度和电路板温度。结温-PN结度 热阻的重要性 半导体热管理技术涉及到热阻,热阻是描述物质热传导特性的一个重要指标。计算时,热阻用―Theta‖表示,是由希腊语中―热‖的拼写―thermos‖衍生而来。热阻对我们来说特别重要。 IC封装的热阻是衡量封装将管芯产生的热量传导至电路板或周围环境的能力的一个标准。给出不同两点的温度,则从其中一点到另外一点的热流量大小完全由热阻决定。如果已知一个IC封装的热阻,则根据给出的功耗和参考温度即可算出IC的结温。 Maxim网站(制造商、布线、产品、QA/可靠性、采购信息)中给出了常用的IC热阻值。 定义 以下章节给出了Theta (Θ)、Psi (Ψ)的定义,这些标准参数用来表示IC封装的热特性。 ΘJA是结到周围环境的热阻,单位是°C/W。周围环境通常被看作热―地‖点。ΘJA取决于IC封装、电路板、空气流通、辐射和系统特性,通常辐射的影响可以忽略。ΘJA专指自然条件下(没有加通风措施)的数值。 ΘJC是结到管壳的热阻,管壳可以看作是封装外表面的一个特定点。ΘJC取决于封装材料(引线框架、模塑材料、管芯粘接材料)和特定的封装设计(管芯厚度、裸焊盘、内部散热过孔、所用金属材料的热传导率)。 对带有引脚的封装来说,ΘJC在管壳上的参考点位于塑料外壳延伸出来的1管脚,在标准的塑料封装中,ΘJC的测量位置在1管脚处。对于带有裸焊盘的封装,ΘJC的测量位置在裸焊盘表面的中心点。ΘJC的测量是通过将封装直接放置于一个―无限吸热‖的装置上进行的,该装置通常是一个液冷却的铜片,能够在无热阻的情况下吸收任意多少的热量。这种测量方法设定从管芯到封装表面的热传递全部由传导的方式进行。 注意ΘJC表示的仅仅是散热通路到封装表面的电阻,因此ΘJC总是小于ΘJA。ΘJC表示是特定的、通过传导方式进行热传递的散热通路的热阻,而ΘJA则表示的是通过传导、对流、辐射等方式进行热传递的散热通路的热阻。 ΘCA是指从管壳到周围环境的热阻。ΘCA包括从封装外表面到周围环境的所有散热通路的热阻。 根据上面给出的定义,我们可以知道: ΘJA= ΘJC+ ΘCA ΘJB是指从结到电路板的热阻,它对结到电路板的热通路进行了量化。通常ΘJB的测量位置在电路板上靠近封装的1管脚处(与封装边沿的距离小于1mm)。ΘJB包括来自两个方面的热阻:从IC的结到封装底部参考点的热阻,以及贯穿封装底部的电路板的热阻。 测量ΘJB时,首先阻断封装表面的热对流,并且在电路板距封装位置较远的一侧安装一个散热片。如下图1所示:
半导体集成电路封装技术试题汇总(李可为版)
半导体集成电路封装技术试题汇总 第一章集成电路芯片封装技术 1. (P1)封装概念:狭义:集成电路芯片封装是利用(膜技术)及(微细加工技术),将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接,引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定,构成整体结构的工艺。 广义:将封装体与基板连接固定,装配成完整的系统或电子设备,并确保整个系统综合性能的工程。 2.集成电路封装的目的:在于保护芯片不受或者少受外界环境的影响,并为之提供一个良好的工作条件,以使集成电路具有稳定、正常的功能。 3.芯片封装所实现的功能:①传递电能,②传递电路信号,③提供散热途径,④结构保护与支持。 4.在选择具体的封装形式时主要考虑四种主要设计参数:性能,尺寸,重量,可靠性和成本目标。 5.封装工程的技术的技术层次? 第一层次,又称为芯片层次的封装,是指把集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴固定电路连线与封装保护的工艺,使之成为易于取放输送,并可与下一层次的组装进行连接的模块元件。第二层次,将数个第一层次完成的封装与其他电子元器件组成一个电子卡的工艺。第三层次,将数个第二层次完成的封装组成的电路卡组合成在一个主电路版上使之成为一个部件或子系统的工艺。第四层次,将数个子系统组装成为一个完整电子厂品的工艺过程。 6.封装的分类?
按照封装中组合集成电路芯片的数目,芯片封装可分为:单芯片封装与多芯片封装两大类,按照密封的材料区分,可分为高分子材料和陶瓷为主的种类,按照器件与电路板互连方式,封装可区分为引脚插入型和表面贴装型两大类。依据引脚分布形态区分,封装元器件有单边引脚,双边引脚,四边引脚,底部引脚四种。常见的单边引脚有单列式封装与交叉引脚式封装,双边引脚元器件有双列式封装小型化封装,四边引脚有四边扁平封装,底部引脚有金属罐式与点阵列式封装。 7.芯片封装所使用的材料有金属陶瓷玻璃高分子 8.集成电路的发展主要表现在以下几个方面? 1芯片尺寸变得越来越大2工作频率越来越高3发热量日趋增大4引脚越来越多 对封装的要求:1小型化2适应高发热3集成度提高,同时适应大芯片要求4高密度化5适应多引脚6适应高温环境7适应高可靠性 9.有关名词: SIP :单列式封装 SQP:小型化封装 MCP:金属鑵式封装 DIP:双列式封装 CSP:芯片尺寸封装 QFP:四边扁平封装 PGA:点阵式封装 BGA:球栅阵列式封装 LCCC:无引线陶瓷芯片载体 第二章封装工艺流程 1.封装工艺流程一般可以分为两个部分,用塑料封装之前的工艺步骤成为前段操作,在成型之后的工艺步骤成为后段操作
散热器的选型与计算
散热器的选型与计算 以7805为例说明问题. 设I=350mA,Vin=12V,则耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W 按照TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,温升是132℃,设室温25℃,那么将会达到7805的热保护点150℃,7805会断开输出. 正确的设计方法是: 首先确定最高的环境温度,比如60℃,查出7805的最高结温TJMAX=125℃,那么允许的温升是65℃.要求的热阻是65℃/2.45W=26℃/W.再查7805的热阻,TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,均高于要求值,都不能使用,所以都必须加散热片,资料里讲到加散热片的时候,应该加上4℃/W的壳到散热片的热阻. 计算散热片应该具有的热阻也很简单,与电阻的并联一样,即54//x=26,x=50℃/W.其实这个值非常大,只要是个散热片即可满足. 散热器的计算: 总热阻RQj-a=(Tjmax-T a)/Pd Tjmax :芯组最大结温150℃ Ta :环境温度85℃ Pd : 芯组最大功耗 Pd=输入功率-输出功率 ={24×0.75+(-24)×(-0.25)}-9.8×0.25×2 =5.5℃/W
总热阻由两部分构成,其一是管芯到环境的热阻RQj-a,其中包括结壳热阻RQj-C和管壳到环境的热阻RQC-a.其二是散热器热阻RQd-a,两者并联构成总热阻.管芯到环境的热阻经查手册知RQj-C=1.0 RQC-a=36 那么散热器热阻RQd-a应<6.4. 散热器热阻RQd-a=[(10/kd)1/2+650/A]C 其中k:导热率铝为2.08 d:散热器厚度cm A:散热器面积cm2 C:修正因子取1 按现有散热器考虑,d=1.0A=17.6×7+17.6×1×13 算得散热器热阻RQd-a=4.1℃/W, 散热器选择及散热计算 目前的电子产品主要采用贴片式封装器件,但大功率器件及一些功率模块仍然有不少用穿孔式封装,这主要是可方便地安装在散热器上,便于散热。进行大功率器件及功率模块的散热计算,其目的是在确定的散热条件下选择合适的散热器,以保证器件或模块安全、可靠地工作。 散热计算 任何器件在工作时都有一定的损耗,大部分的损耗变成热量。小功率器件损耗小,无需散热装置。而大功率器件损耗大,若不采取散
灯珠结温和散热面积计算理论
灯珠结温和散热面积计算理论 灯珠结温和散热面积计算理论 一、基础理论 大功率LED的散热问题: LED是个光电器件,其工作过程中只有15%~25%的电能转换成光能,其余的电能几乎都转换成热能,使LED的温度升高。在大功率LED中,散热是个大问题。例如,1个10W白光LED若其光电转换效率为20%,则有8W的电能转换成热能,若不加散热措施,则大功率LED的器芯温度会急速上升,当其结温(TJ)上升超过最大允许温度时(一般是
150℃),大功率LED会因过热而损坏。因此在大功率LED灯具设计中,最主要的设计工作就是散热设计。 另外,一般功率器件(如电源IC)的散热计算中,只要结温小于最大允许结温温度(一般是125℃)就可以了。但在大功率LED散热设计中,其结温TJ要求比125℃低得多。其原因是TJ对LED的出光率及寿命有较大影响:TJ越高会使LED的出光率越低,寿命越短。 K2系列白光LED的结温TJ与相对出光率的关系。在TJ=25℃时,相对出光率为1;TJ=70℃时相对出光率降为0.9;TJ=115℃时,则降到0.8了;TJ=50℃时,寿命为90000小时;TJ=80℃时,寿命降到34000小时;TJ=115℃时,其寿命只有13300小时了。TJ在散热设计中要提出最大允许结温值TJmax,实际的结温值TJ应小于或等于要求的TJmax,即TJ≤TJmax。 大功率LED的散热路径. 大功率LED在结构设计上是十分重视散热的。图2是Lumiled公司K2系列的内部结构、图3是NICHIA公司NCCW022的内部结构。从这两图可以看出:在管芯下面有一个尺寸较大的金属散热垫,它能使管芯的热量通过散热垫传到外面去。 大功率LED是焊在印制板(PCB)上的,如图4所示。散热垫的底面与PCB的敷铜面焊在一起,以较大的敷铜层作散热面。为提高散热效率,采用双层敷铜层的PCB,所示。这是一种最简单的散热结构。热是从温度高处向温度低5其正反面图形如图 处散热。大功率LED主要的散热路径是:管芯→散热垫→印制板敷铜
半导体器件有许多封装形式
MSOP 是一种微型的SOP封装 半导体器件有许多封装形式,按封装的外形、尺寸、结构分类 可分为引脚插入型、表面贴装型和高级封装三类。从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP,技术指标一代比一代先进。总体说来,半导体封装经历了三次重大革新:第一次是在上世纪80年代从引脚插入式 封装到表面贴片封装,它极大地提高了印刷电路板上的组装密度;第 二次是在上世纪90年代球型矩阵封装的出现,满足了市场对高引脚的 需求,改善了半导体器件的性能;芯片级封装、系统封装等是现在第 三次革新的产物,其目的就是将封装面积减到最小。 高级封装实现封装面积最小化 芯片级封装CSP。几年之前封装本体面积与芯片面积之比 通常都是几倍到几十倍,但近几年来有些公司在BGA、TSOP的基础上 加以改进而使得封装本体面积与芯片面积之比逐步减小到接近1的水 平,所以就在原来的封装名称下冠以芯片级封装以用来区别以前的封 装。就目前来看,人们对芯片级封装还没有一个统一的定义,有的公 司将封装本体面积与芯片面积之比小于2的定为CSP,而有的公司将封 装本体面积与芯片面积之比小于1.4或1.2的定为CSP。目前开发应用 最为广泛的是FBGA和QFN等,主要用于内存和逻辑器件。就目前来看,CSP的引脚数还不可能太多,从几十到一百多。这种高密度、小巧、 扁薄的封装非常适用于设计小巧的掌上型消费类电子装置。 CSP封装具有以下特点:解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试 和老化筛选的问题;封装面积缩小到BGA的1/4至1/10;延迟时间缩到 极短;CSP封装的内存颗粒不仅可以通过PCB板散热,还可以从背面散热,且散热效率良好。就封装形式而言,它属于已有封装形式的派生 品,因此可直接按照现有封装形式分为四类:框架封装形式、硬质基 板封装形式、软质基板封装形式和芯片级封装。 多芯片模块MCM。20世纪80年代初发源于美国,为解决单一芯片 封装集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高 可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上组成多种多样的电子模块系 统,从而出现多芯片模块系统。它是把多块裸露的IC芯片安装在一块 多层高密度互连衬底上,并组装在同一个封装中。它和CSP封装一样 属于已有封装形式的派生品。 多芯片模块具有以下特点:封装密度更高,电性能更好,与等效 的单芯片封装相比体积更小。如果采用传统的单个芯片封装的形式分 别焊接在印刷电路板上,则芯片之间布线引起的信号传输延迟就显得 非常严重,尤其是在高频电路中,而此封装最大的优点就是缩短芯片 之间的布线长度,从而达到缩短延迟时间、易于实现模块高速化的目 的。 WLCSP。此封装不同于传统的先切割晶圆,再组装测试的做法,而 是先在整片晶圆上进行封装和测试,然后再切割。它有着更明显的优
半导体器件的热阻和散热器设计资料
半导体器件的热阻和散热器设计 一、半导体器件的热阻:功率半导体器件在工作时要产生热量,器件要正常工作就需要把这些热量散 发掉,使器件的工作温度低于其最高结温Tjm 。器件的散热能力越强,其实际结温就越低,能承受的功耗越大,输出功率也越大。器件的散热能力取决于热阻,热阻用来表征材料的热传导性能,以单位功耗下材料的温升来表示,单位是℃/W 。材料的散热能力越强则热阻越小,温升高则表示散热能力差,热阻大。 二、半导体器件热阻的分布: Rt1表示从结到外壳的热阻 Rt2表示外壳到器件表面的热阻 Rta 表示从结到器件表面的热阻,即Rta=Rt1+Rt2 Rtd 为散热板到周围空气的热阻 设未加散热板时的总热阻为Rt ,加散热板后的总热阻为Rts ,则有:Rts=Rta+Rtd<