全面掌握芯片散热设计基本概念

Release time：2025-04-18
author：AMYEA360
source：网络
reading：918

　　一般用符号θ来表示热阻。热阻的单位为℃/W。除非另有说明，热阻指热量在从热IC结点传导至环境空气时遇到的阻力。也可更具体地表示为θJA，即结至环境热阻。θJC和θCA是θ的两种其他形式，详见下文。

　　一般地，热阻θ等于100℃/W的器件在1W功耗下将表现出100℃的温差，该值在两个参照点之间测得。请注意，这是一种线性关系，因此，在该器件中，1 W的功耗将产生100℃的温差。再者对于热阻θ=95℃/W，因此，1.3 W的功耗将产生大约124℃结至环境温差。当然，预测内部温度时使用的正是这种温度的上升，其目的是判断设计的热可靠性。当环境温度为25°C时，允许约150℃的内部结温。实际上，多数环境温度都在25℃以上，因此，可以处理的功耗会稍低。

　　对于任意功耗P(单位：W)，都可以用以下等式来计算有效温差(ΔT)(单位：℃)：

　　ΔT = P ×θ

　　其中，θ为总适用热阻。下图总结了一些基本的热关系。

全面掌握芯片散热设计基本概念

       请注意，串行热阻(如右侧的两个热阻)模拟的是一个器件可能遇到的总热阻路径。因此，在计算时，总θ为两个热阻之和，即θJA = θJC + θCA。给定环境温度TA、P和θ，即可算出TJ。根据图中所示关系，要维持一个低的TJ，必须使θ或功耗(或者二者同时)较低。低ΔT是延长半导体寿命的关键，因为，低ΔT可以降低最大结温。

　　在IC中，一个温度参照点始终是器件的一个节点，即工作于给定封装中的芯片内部最热的点。其他相关参照点为TC(器件)或TA(周围空气)。结果又引出了前面提到的各个热阻，即θJC和θJA。

　　先来看看最简单的情况，θJA为在给定器件的结与环境空气之间测得的热阻。该热阻通常适用于小型、功耗相对较低的IC(如运算放大器)，其功耗往往为1W或以下。一般而言，对于8引脚DIP塑封或者更优秀的SOIC封装，运算放大器以及其他小型器件的典型θJA值处于90-100°C/W水平。

　　需要明确的是，这些热阻在很大程度上取决于封装，因为不同的材料拥有不同水平的导热性。一般而言，导体的热阻类似于电阻，铜最好，其次是铝、钢等。因此，铜引脚架构封装具有最高的性能，即最低的θ。


（"Note: The information presented in this article is gathered from the internet and is provided as a reference for educational purposes. It does not signify the endorsement or standpoint of our website. If you find any content that violates copyright or intellectual property rights, please inform us for prompt removal."）

Previous：PCB元件焊接基本要点

Next：开关电源和变压器的区别是什么？

Online messageinquiry

reading
工信部：加快突破训练芯片、异构算力等关键技术！
行业新闻

工信部：加快突破训练芯片、异构算力等关键技术！

　　1月21日上午10时，国务院新闻办公室举行新闻发布会，请工业和信息化部副部长张云明介绍2025年工业和信息化发展成效以及下一步部署。　　他表示，国内企业发布多款人工智能芯片产品，智能算力规模达1590EFLOPS，行业高质量数据集加速涌现，国内大模型引领全球开源生态。据有关机构测算，2025年我国人工智能企业数量超过6000家，核心产业规模预计突破1.2万亿元。目前，人工智能已渗透领航工厂70%以上的业务场景，沉淀了超6000个垂直领域模型，带动1700多项关键智能制造装备与工业软件规模化应用，形成一批具备感知、决策和执行能力的工业智能体，推动智能制造从“自动化”向“自主化”演进。　　近期，工信部联合7部门出台《“人工智能+制造”专项行动实施意见》，并配套制定了行业转型指引和企业应用指南。下一步，我们将以落实《实施意见》为抓手，加快推动人工智能产业高质量发展。抓好技术创新，加快突破训练芯片、异构算力等关键技术。抓好融合应用，聚焦软件编程、新材料研发、医药研发、信息通信等行业领域，体系化推动大小模型、智能体实现突破。抓好企业培育，激发涌现更多赋能应用服务商。抓好生态建设，加快制定行业急需标准，健全人工智能开源机制。抓好安全治理，强化算法安全防护、训练数据保护等攻关应用，提升企业伦理风险防范能力。
2026-01-26 17:52 reading：318
复旦大学研发出“纤维芯片”，攻克柔性电子核心瓶颈！
行业新闻

复旦大学研发出“纤维芯片”，攻克柔性电子核心瓶颈！

　　据科技日报报道，智能设备的“柔性化”始终卡在一个关键瓶颈：作为“大脑”的芯片，长久以来都是硬质的。复旦大学彭慧胜/陈培宁团队成功在弹性高分子纤维内部，构建出大规模集成电路，研发出全新的“纤维芯片”，为解决“柔性化”难题提供了新的有效路径。这项成果于1月22日发表在国际期刊《自然》上。图为成卷的“纤维芯片”。复旦大学供图　　传统芯片的制造，主要是在平整稳定的硅片上构建高密度集成电路。而复旦团队的思路是“重构形态”——他们提出“多层旋叠架构”。“这好比把一张画满精密电路的平面图纸，螺旋式地嵌入一根细线中。”论文第一作者、博士生王臻如此比喻。该设计使纤维内部的空间得到极致利用，实现了一维受限尺寸内的高密度集成。“纤维芯片”虚拟现实应用示意图和实物图。复旦大学供图　　然而，在柔软、易变形的纤维中制造高精度电路，难度无异于在“软泥地”里盖高楼。为此，团队开发了与目前光刻工艺有效兼容的制备路线。他们首先采用等离子体刻蚀技术，将弹性高分子表面“打磨”至低于1纳米的粗糙度，有效满足商业光刻要求。随后，在弹性高分子表面沉积一层致密的聚对二甲苯膜层，为电路披上一层“柔性铠甲”。这层保护膜不仅可以有效抵御光刻中所用极性溶剂对弹性基底的侵蚀，还能缓冲电路层受到的应变，确保纤维芯片在反复弯折、拉伸变形后，电路层结构和性能依然稳定。　　相关制备方法可与目前成熟的芯片制造工艺有效兼容，为其从实验室走向规模化制备和应用奠定了坚实基础。　　该成果有望为纤维电子系统的集成提供新的路径，有望实现从“嵌入”到“织入”的转变，助力脑机接口、电子织物、虚拟现实等新兴领域的变革发展。
2026-01-22 16:38 reading：341
二十年困局被破解！西电团队攻克芯片散热难题
行业新闻

二十年困局被破解！西电团队攻克芯片散热难题

　　近日，西安电子科技大学郝跃院士团队在半导体材料领域取得关键突破，成功解决了困扰业界二十年的芯片散热与性能瓶颈问题。相关成果已发表于国际顶级期刊《自然·通讯》与《科学·进展》。　　该研究的核心在于改善半导体材料层间的界面质量，特别是第三代半导体氮化镓与第四代半导体氧化镓之间的高效集成。　　传统方法采用氮化铝作为中间层，但其在生长过程中会自发形成粗糙、不规则的“岛屿”结构，这一自2014年诺贝尔奖相关成果以来始终未能根本解决的难题，严重制约了射频芯片功率的提升。　　研究团队通过创新性地在高能离子注入技术，使晶体成核层表面变得平整光滑，从而将界面的热阻降低至原先的三分之一，有效解决了高功率半导体芯片的共性散热问题。　　基于此项突破，团队研制出的氮化镓微波功率器件，其单位面积功率较当前市面上最先进的同类器件提升了30%至40%。　　据团队成员周弘教授介绍，这项技术意味着未来探测设备的探测距离将显著增加，通信基站则可实现更广的信号覆盖与更低的能耗。　　对于普通用户，该技术也有望逐步带来体验升级。周弘指出：“未来若在手机中应用此类芯片，在偏远地区的信号接收能力会更强，续航时间也可能延长。”团队目前正进一步研究将金刚石等超高热导材料应用于半导体，如能攻克相关技术，半导体器件的功率处理能力有望再提升一个数量级，达到当前水平的十倍甚至更高。　　这项突破不仅打破了长期存在的技术瓶颈，也为未来半导体器件向更高功率、更高效率发展奠定了关键基础。
2026-01-20 13:15 reading：351
我国芯片制造核心装备取得重要突破
行业新闻

我国芯片制造核心装备取得重要突破

　　近日，由中核集团中国原子能科学研究院自主研制的我国首台串列型高能氢离子注入机(POWER-750H)成功出束，核心指标达到国际先进水平。这标志着我国已全面掌握串列型高能氢离子注入机的全链路研发技术，攻克了功率半导体制造链关键环节，为推动高端制造装备自主可控、保障产业链安全奠定坚实基础。　　离子注入机与光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备并称为芯片制造“四大核心装备”，是半导体制造不可或缺的“刚需”设备。此次高能氢离子注入机的成功研制，是核技术与半导体产业深度融合的重要成果，将有力提升我国在功率半导体等关键领域的自主保障能力，更为助力“双碳”目标实现、加快形成新质生产力提供强有力技术支撑。　　长期以来，我国高能氢离子注入机完全依赖国外进口，其研发难度大、技术壁垒高，是制约我国战略性产业升级的瓶颈之一。中国原子能科学研究院依托在核物理加速器领域数十年的深厚积累，以串列加速器技术作为核心手段，破解一系列难题，完全掌握了串列型高能氢离子注入机从底层原理到整机集成的正向设计能力，打破了国外企业在该领域的技术封锁和长期垄断，将有力提升我国在功率半导体等关键领域的自主保障能力，更为助力“双碳”目标实现、加快发展新质生产力提供强有力技术支撑。
2026-01-20 13:12 reading：322
Popular categories
Boxes, Enclosures, Racks Cables, Wires Circuit Protection Connectors, Interconnects Development Kits Electromechanical Embedded Solutions Fans, Thermal Management Optoelectronics Others Passive Components Power Semiconductors Sensors, Transducers Test and Measurement
  • Week of hot material
  • Material in short supply seckilling
model brand Quote
TL431ACLPR Texas Instruments
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
MC33074DR2G onsemi
model brand To snap up
TPS63050YFFR Texas Instruments
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
BP3621 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
Hot labels
ROHM
IC
Averlogic
Intel
Samsung
IoT
AI
Sensor
Chip
Original authorized brand
More Licensed Brands>>
Information leaderboard
  • Week of ranking
  • Month ranking

About us

Qr code of ameya360 official account

Identify TWO-DIMENSIONAL code, you can pay attention to

AMEYA360 weixin Service Account AMEYA360 weixin Service Account
AMEYA360 mall (www.ameya360.com) was launched in 2011. Now there are more than 3,500 high-quality suppliers, including 6 million product model data, and more than 1 million component stocks for purchase. Products cover MCU+ memory + power chip +IGBT+MOS tube + op amp + RF Bluetooth + sensor + resistor capacitance inductor + connector and other fields. main business of platform covers spot sales of electronic components, BOM distribution and product supporting materials, providing one-stop purchasing and sales services for our customers.

Please enter the verification code in the image below：

verification code