ZHCAA86A October   2020  – February 2021 LMG3422R030 , LMG3422R050 , LMG3425R030 , LMG3425R050

 

  1.   商标
  2. 1引言
  3. 2新型 QFN 12x12 封装
  4. 3底面冷却配置和 RθJC/P 的定义
    1. 3.1 封装热性能参数 RθJC/P 的定义
    2. 3.2 底面冷却系统的设计建议
  5. 4仿真模型和结果
    1. 4.1 用于热分析的有限元模型
    2. 4.2 热仿真结果
  6. 5实验设置和 RθJC/P 测试结果
  7. 6半桥评估板的 QFN 12x12 封装热性能
  8. 7总结
  9. 8参考文献
  10. 9修订历史记录

热仿真结果

在对功率器件设置 10W 损耗并对冷板设置 30°C 恒定温度的条件下,执行稳态 FEA 热仿真。在该热模型中,假设器件产生的热量仅通过传导方式向下传递到冷板,而不通过对流或辐射机制进行散热。图 4-4 中显示了所研究的所有封装模型的系统温度分布。
Rθ 电路模型(图 3-1)中不同节点处的温度可从这些仿真结果中得出,用于计算不同节点间的热阻。Equation3例如,RθJC/P 是使用如下所示的 计算得出的:

Equation3. RθJC/P = (TJ - TC/P) / 功率

 

GUID-20201007-CA0I-R0QJ-WRMZ-XKFDVTMDD5DB-low.png 图 4-4 不同封装的温度分布仿真结果:(a) QFN 8x8,(b) QFN 12x12 (50mΩ),(c) QFN 12x12 (30mΩ),(d) TOLL 和 (e) D2PAK

 

GUID-20201007-CA0I-02TQ-LDVK-TSTBVL77DDDB-low.png 图 4-5 不同表面贴装封装的 Rθ 仿真结果比较

图 4-5根据热仿真结果, 给出了采用不同形式封装的不同产品的 RθJC/P 计算值。显然,对于同一个 50mΩ 导通电阻器件,QFN 12x12 封装的 RθJC/P (2.64°C/W) 比 QFN 8x8 封装的对应值 (4.77°C/W) 降低 40% 以上。采用相同 QFN 12x12 封装的 30mΩ 器件的性能略优于 50mΩ 器件,这主要是因为导通电阻较低器件的裸片尺寸较大。图 4-5从 中所示的 Rθ 分解分析中可以看出,QFN 12x12 封装的 RθJC/P 与前代 QFN 8x8 封装相比已降低,主要是由于 RθPCB 和 RθTIM 的降低。此类热性能改进是利用其更大的散热焊盘和封装尺寸来实现的,这样就可以在 PCB 设计中使用散热效果更好的铜垫和更多的散热过孔。QFN 12x12 封装与其他用于分立式功率器件的底面冷却式表面贴装封装(即 TOLL 和 D2PAK)相比,RθJC/P 降低了大约 16%,具有散热优势。