QFN封裝--解決LED顯示屏散熱問(wèn)題

本文將進(jìn)一步說(shuō)明如何改變驅(qū)動(dòng)芯片的封裝以解決驅(qū)動(dòng)芯片散熱的問(wèn)題。大多數(shù)的LED屏幕(LED顯示屏)廠商,于PCB設(shè)計(jì)時(shí)幾乎都會(huì)面臨到散熱的問(wèn)題,尤其是因?yàn)轵?qū)動(dòng)芯片所產(chǎn)生的熱影響LED正常發(fā)光特性；進(jìn)而影響整塊顯示屏的色彩均勻度。如何解決散熱問(wèn)題確實(shí)讓設(shè)計(jì)者頭痛。

QFN封裝 (Quad Flat No Leads) - QFN是由日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)(JEDEC)規(guī)定的名稱。

四側(cè)無(wú)引腳扁平封裝,表面貼裝型封裝之一,是一種底部有焊盤(pán)、尺寸小、體積小、以塑料作為密封材料的新興表面貼裝芯片封裝技術(shù)。由于QFN封裝不像傳統(tǒng)的SOIC封裝那樣具有鷗翼狀引線,內(nèi)部引腳與焊盤(pán)之間的導(dǎo)電路徑較短,所以自感?S數(shù)以及封裝體內(nèi)?嚴(yán)叩繾韜艿停?所以它能提供卓越的電性能,也因?yàn)闆](méi)有鷗翼狀引線更能減少所謂的天線效應(yīng)進(jìn)而降低整體的電磁干擾(EMC/EMI)。此外,它還通過(guò)外露的引線框架焊盤(pán)提供了出色的散熱性能,該焊盤(pán)具有直接散熱通道,用于釋放封裝內(nèi)芯片的熱量。通常將散熱焊盤(pán)直接焊接在電路板上,并且PCB中的散熱過(guò)孔有助于將多鷂的功耗擴(kuò)散到銅接地板中,從而吸收多鷂的熱量；也可以藉此達(dá)到更佳的共地效果。目前QFN封裝體在一般手機(jī)及筆記本電腦已大量被采用,但在LED顯示屏中正要蓬勃發(fā)展。

QFN與SOP散熱及尺寸體積比較

一般在使用的SOP其尺寸為104 mm2(8X13x1.9mm),而QFN相對(duì)的尺寸只有16mm2 (4X4X0.9mm)只有SOP的6~7分之一的尺寸；在做一些小間距的顯示屏設(shè)計(jì)上具有更大的彈性。

熱阻 (ΘJa)其系數(shù)為SOP = 59℃/W ,QFN=39℃/W亦即在一瓦特(Watt)的功率,芯片節(jié)點(diǎn)(Junction)到表面的溫度。下列為一般業(yè)界常用的熱阻計(jì)算公式：

TJ=θja*PD+Ta

TJ=θjc*PD+Tc

θJa=θjc*θca

公式中所用到的符號(hào)、單位
TJ °C ：節(jié)點(diǎn)(芯片)溫度
Tc °C ：實(shí)際溫度
Ta °C ：環(huán)境溫度
PD W ：電源電壓
θja (°C/W) ：從實(shí)際到外表面的熱傳輸阻抗
θjc (°C/W) ：從節(jié)點(diǎn)到實(shí)際的熱傳輸阻抗
θca(°C/W) ：從實(shí)際到外表面的熱傳輸阻抗

也就是說(shuō)如果在相同的還境溫度及功耗其因?yàn)榉庋b的不同所停留在芯片上的節(jié)點(diǎn)溫度也會(huì)不同。舉例說(shuō)明：若環(huán)境溫度為85°C,芯片的功耗為0.5W則SOP及QFN分別的溫度如下：