IC封装依赖 PCB 用于散热。 In general, PCB is the main cooling method for high power semiconductor devices. 一个好的PCB散热设计有很大的影响，它可以使系统运行良好，但也可以埋下热事故的隐患。 小心处理 PCB 布局、电路板结构和设备安装有助于提高中高功率应用的散热性能。

半导体制造商难以控制使用其设备的系统。 但是，安装了 IC 的系统对整体设备性能至关重要。 对于定制 IC 器件，系统设计人员通常与制造商密切合作，以确保系统满足大功率器件的许多散热要求。 这种早期合作可确保 IC 符合电气和性能标准，同时确保在客户的冷却系统内正常运行。 Many large semiconductor companies sell devices as standard components, and there is no contact between the manufacturer and the end application. 在这种情况下，我们只能使用一些通用指南来帮助实现更好的 IC 和系统被动散热解决方案。

PCB如何设计散热

常见的半导体封装类型为裸焊盘或 PowerPADTM 封装。 In these packages, the chip is mounted on a metal plate called a chip pad. 这种芯片焊盘在芯片加工过程中支撑芯片，同时也是器件散热的良好散热路径。 When the packaged bare pad is welded to the PCB, heat is quickly exited from the package and into the PCB. The heat is then dissipated through the PCB layers into the surrounding air. 裸焊盘封装通常通过封装底部将大约 80% 的热量传递到 PCB 中。 其余 20% 的热量通过器件导线和封装的各个侧面散发。 不到 1% 的热量通过封装顶部逸出。 在这些裸焊盘封装的情况下，良好的PCB散热设计对于确保一定的器件性能至关重要。

提高热性能的 PCB 设计的第一个方面是 PCB 器件布局。 只要有可能，PCB 上的大功率元件应彼此分开。 高功率组件之间的这种物理间距最大化了每个高功率组件周围的 PCB 面积，这有助于实现更好的热传递。 应注意将 PCB 上的温度敏感元件与高功率元件分开。 在可能的情况下，大功率元件应远离 PCB 的角落。 A more intermediate PCB position maximizes the board area around the high-power components, thereby helping to dissipate heat. 图中显示了两个相同的半导体器件：组件 A 和 B。 元件 A 位于 PCB 的拐角处，其芯片结温比元件 B 高 5%，元件 B 位于更中心的位置。 元件 A 拐角处的散热受到用于散热的元件周围较小的面板面积的限制。

第二个方面是PCB的结构，它对PCB设计的热性能有最决定性的影响。 一般来说，PCB 的铜越多，系统组件的热性能就越高。 半导体器件理想的散热情况是芯片安装在一大块液冷铜上。 This is not practical for most applications, so we had to make other changes to the PCB to improve heat dissipation. For most applications today, the total volume of the system is shrinking, adversely affecting heat dissipation performance. Larger PCBS have more surface area that can be used for heat transfer, but also have more flexibility to leave enough space between high-power components.

只要有可能，尽量增加 PCB 铜层的数量和厚度。 接地铜的重量一般都比较大，是整个PCB散热的极好散热路径。 The arrangement of the wiring of the layers also increases the total specific gravity of copper used for heat conduction. 然而，这种布线通常是电绝缘的，限制了它作为潜在的散热器的使用。 设备接地应尽可能多地连接到尽可能多的接地层，以帮助最大限度地提高热传导。 半导体器件下方 PCB 上的散热孔有助于热量进入 PCB 的嵌入层并传递到板的背面。

PCB 的顶层和底层是提高冷却性能的“主要位置”。 使用更宽的电线并远离高功率设备布线可以提供散热路径。 特殊的导热板是PCB散热的极好方法。 导热板位于 PCB 的顶部或背面，通过直接铜连接或热通孔与器件热连接。 内嵌式封装（只在封装两侧有引线）的情况下，导热板可以位于PCB的顶部，形状像“狗骨”（中间与封装一样窄，铜离封装面积大，中间小，两端大）。 如果是四面封装（四面都有引线），导热板必须位于PCB背面或PCB内部。

增加导热板的尺寸是提高 PowerPAD 封装热性能的极好方法。 Different size of heat conduction plate has great influence on thermal performance. 表格产品数据表通常会列出这些尺寸。 但是很难量化添加铜对定制 PCBS 的影响。 With online calculators, users can select a device and change the size of the copper pad to estimate its effect on the thermal performance of a non-JEDEC PCB. 这些计算工具突出了 PCB 设计对散热性能的影响程度。 For four-side packages, where the area of the top pad is just less than the bare pad area of the device, embedding or back layer is the first method to achieve better cooling. 对于双列直插封装，我们可以使用“狗骨”焊盘样式来散热。

最后，具有较大 PCBS 的系统也可用于冷却。 The screws used to mount the PCB can also provide effective thermal access to the base of the system when connected to the thermal plate and ground layer. 考虑到导热性和成本，螺杆的数量应该最大化到收益递减点。 金属PCB加强筋与散热板连接后，散热面积更大。 对于某些 PCB 外壳有外壳的应用，TYPE B 焊片材料比风冷外壳具有更高的热性能。 冷却解决方案，例如风扇和散热片，也常用于系统冷却，但它们通常需要更多空间或需要修改设计以优化冷却。

要设计具有高热性能的系统，仅选择好的 IC 器件和封闭式解决方案是不够的。 IC 冷却性能调度取决于 PCB 和冷却系统的容量，以允许 IC 器件快速冷却。 上面提到的被动散热方式可以大大提高系统的散热性能。