散热课堂：散热片的应用方式

       散热片的应用方式散热片的选用，最简单的方式是利用热阻的概念来设计，热阻是电子热管理技术中很重要的设计参数，定义为Ｒ＝ΔT/ P

     其中ΔT 为温度差， P 为晶片 之热消耗。热阻代表元件热传的难易度，热阻越大，元件得散热效果越差，如果热阻越小，则代表元件越容易散热。 IC 封装加装散热片之后会使得晶片产生的热大部分的热向上经由散热片传递，由热阻所构成之网路来看，共包括了由热由晶片到封装外壳之热阻 Rjc，热由封装表面到散热片底部经由介面材料到散热片底部之热阻 Rcs，以及热由散热片底部传到大气中之热阻 Rsa 三个部分。

     Rjc 为封装本身的特性，与封装设计有关，在封装完成后此值就固定，须由封装设计厂提供。

     Rjc=(Tj-Tc) / P

     Tj 为晶片介面温度，一般在微电子的应用为 115℃~180℃，而在特定及军事的应用上则为 65~80℃。 Ta 的值在提供外界空气时为 35~45℃，而在密闭空间或是接近其他热源时则可定为 50~60℃。Rcs 为介面材料之热阻，与介面材料本身特性有关，而散热片设计者则须提供 Rsa 的参数。

     Rcs=(Tc-Ts) / P

     Rsa=(Ts-Ta) / P

     Rcs 和表面光滑度、介面材料的材料特性以及安装压力以及材料厚度有关，由於一般设计时常会忽略介面材料的特性，因此需特别注意。由热阻网路来看，可以得到热阻的关系为

     Rja=Rjc+Rcs+Rsa=(Tj-Ta)/ P

　　 散热片的作用即是如何使用适当的散热片使得晶片的温度 Tj 保持在设定值以下下。然而散热设计时必须考虑元件的成本，图三则为几种传统散热片及元件的成本和性能估算，性能佳的散热片成本一般较高，如果散热量较小的设计，就可以不必用到高性能高成本的散热元件。散热设计时必须了解散热片的制作成本及性能的搭配，才能使散热片发挥最大效益。

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