半导体封装热度量详解：传统与新型在系统级结温估算中的应用

本文档深入探讨了半导体和集成电路（IC）封装领域的热度量，主要关注的是在系统级结温估算中的应用。首先，文章介绍了两个基本的热度量概念，即Theta-ja（θja），即结点至环境的热阻，以及Theta-jma（θjma），表示结点至流动空气的热阻。这两个值常被误解用于估算设备的实际工作温度，但正确的应用至关重要。 文档中详细列举了不同的热量传递路径，包括但不限于： 1. Theta-jc（θjc）：结点至外壳的热阻，这对于散热设计至关重要，因为外壳是散热器接触的第一层。 2. 封装的Psi-jt（Ψjt）：结点至封装顶部的热阻，通常在评估封装效率时考虑。 3. Theta-jb（θjb）：结点至电路板的热阻，这是决定元器件在PCB上散热性能的关键因素。 4. Psi-jb（Ψjb）：结点至电路板的更精确的热阻，可能受到电路板布局、材料和散热设计的影响。 此外，文档还涉及工业应用和商业温度范围，以及混合定义，这可能指的是不同环境下或不同封装类型的热度量处理方式。技术细节部分涵盖了芯片尺寸对封装热性能的影响，如CSP（ Chip Scale Package）封装技术，以及热导率、热传导电阻和测量方法，如纯铜冷却盘的测量过程以及θjb的测量方法。 表格1和2展示了封装与PCB之间的关系、芯片尺寸对热阻的影响以及引脚到基板距离与热传输效率的关系。此外，还有针对特定封装外形尺寸的θja影响因素的讨论，以及倍增因数的计算。 文档最后引用了SPRA953技术文献，强调版权信息，并指出所有商标属于其各自的所有者。本篇文档提供了一套全面的方法来理解和应用半导体和集成电路封装的热度量，确保了在系统设计阶段能够准确评估和控制温度，从而优化设备的性能和可靠性。