电源应用的散热仿真耗

热片和底部层。

    大多数应用中，其可以是两盎司重的覆铜（2 盎司铜=2.8 mils 或 71 µm）外部层，以及1盎司重的覆铜（1盎司铜= 1.4 mils 或 35 µm）内部层，或者所有均为 1 盎司重的覆铜层。在消费类电子应用中，一些应用甚至会使用 0.5 盎司重的覆铜（0.5 盎司铜 = 0.7 mils 或 18 µm）层。

模型资料

    仿真裸片温度需要一张 IC 平面布置图，其中包括裸片上所有的电源 FET 以及符合封装焊接原则的实际位置。

    每一个 FET 的尺寸和纵横比，对热分布都非常重要。需要考虑的另一个重要因素是 FET 是否同时或顺序上电。模型精度取决于所使用的物理数据和材料属性。

    模型的静态或平均功耗分析只需很短的计算时间，并且一旦记录到最高温度时便出现收敛。

    瞬态分析要求功耗－时间对比数据。我们使用了比开关电源情况更好的解析步骤来记录数据，以精确地对快速功率脉冲期间的峰值温度上升进行捕获。这种分析一般费时较长，且要求比静态功率模拟更多的数据输入。

    该模型可仿真裸片连接区域的环氧树脂气孔，或 PCB 散热板的镀层气孔。在这两种情况下，环氧树脂/镀层气孔都会影响封装的热阻（请参见图 2）。

散热定义

Θja—表示周围热阻的裸片结点，通常用于散热封装性能对比。

Θjc—表示外壳顶部热阻的裸片结点。

Θjp—表示外露散热焊盘热阻的芯片结点，通常用于预测裸片结点温度的较好参考。

Θjb—表示一条引线热阻路径下电路板的裸片结点。

图 2 热传递的热阻路径

PCB 与模块外壳的实施

    数据表明需要进行一些改动来降低顶部层附近裸片上的 FET 最高温度，以防止热点超出 150C 的 T 结点（请参见图 3）。系统用户可以选择控制该特定序列下的功率分布，以此来降低裸片上的功率温度。

图 3 由散热仿真得到的一个结果示例

    散热仿真是开发电源产品的一个重要组成部分。此外，其还能够指导您对热阻参数进行设置，涵盖了从硅芯片 FET 结点到产品中各种材料实施的整个范围。一旦了解了不同的热阻路径之后，我们便可以对许多系统进行优化，以适用于所有应用。

    该数据还可以被用于确定降额因子与环境运行温度升高之间相关性的准则。这些结果可用来帮助产品开发团队开发其设计。