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热阻是什么?这份德州仪器的文档让我豁然开朗!
大家好，对于大家一定都经历过芯片或三极管MOS管发热，那么今天给大家分享的是德州仪器的技术文档ZHCA592：芯片的热特性-热阻，写的非常不错的文档，本文篇幅有限，节选了一部分，更多的内容大家可以在文末获取PDF下载方式阅读原文。
选择合适的封装
从芯片手册上可以知道封装的热阻，然后可根据给定的耗散功率和环境温度估算芯片的工作结温。 我们可以考虑一个简单例子（以ADS58C48为例），器件的AVDD和DRVDD均为1.8V，典型供 电电流分别为：290mA和207mA。最大容许结温为125°C。
功耗可以表示为：P=V*I=AVDD*Iavdd+DRVDD*Idrvdd=0.522+0.373=0.895W
结温𝜃JA=24°C/W，设备工作在散热不良的密闭空间，环境温度为75°C。估算结温如下：
Tj=75+0.895*24=75+21.8=96.8°C
这个估算温度远远小于最大的结温温度，所以器件不会出现过热问题。过程看上去很简单，但实际上很复杂。对于具体的IC，𝜃JA值与PCB板的尺寸、散热方式（风冷 还是自然冷却）、板的层数、每层板的铜的厚度以及芯片周边是否存在别的发热量很高的器件相 关。通常我们可以根据热成像图片做实际热阻计算：比如根据热成像图片得到该器件的最高发热 区域并且读出温度变化，然后根据在该芯片上的电流电压得到它的功耗即可得出实际的热阻参数。
尽可能大面积的PCB覆铜
对提高散热性能来说，PCB的表层和底层是理想的散热空间。更大的PCB，其可用于热传导的面 积也就越大，同时也拥有更大灵活性，应在高功耗器件之间留有充分的空间。一般情况下，接地 层铜的面积较大，能为PCB散热提供极好的热通路。使用宽的导线甚至铜平面，在远离高功耗器 件的地方布线，可以为散热提供高效的热通路。
为了进一步说明，我们选TPS75825（TO-263）作为例子。其中，平均输入电压是3.3V下，平均 输出电压为2.5V，平均输出电流为3A，环境温度55℃，空气流量为150 LFM和操作环境是相同 的，如下文所述。忽略静态电流后，最大的平均功率：PDmax = (3.3 -2.5) V * 3A =2.4W
根据公式1可知，𝜃JA=（125-55）/2.4W=29°C/W
从下图可知，𝜃JA与铜散热面积对比，接地层需要2平方厘米的面积去消散2.4W的能量。
增加铜厚度
PCB 的铜厚度增加，系统组件的热性能也就越高。铜平面，典型1盎司铜的单位面积（1cm2）热阻：
用散热焊盘和过孔将多层PCB连接
合理安排PCB多层的堆叠关系和布线，也会增加用于热传导的铜的总比重。芯片下方的PCB上的 散热过孔有助于热量进入到PCB内部各层，并传导至电路板的背部。
一般情况下，热焊盘都是接地焊盘，因此内部接地层和表面接地层是最常用的最方便的散热平面。 典型的半盎司铜厚的12mil的过孔的热阻是261ºC/W。因此在热焊盘下面用尽可能多的过孔形成 矩阵。这些过孔尽可能的连接多的PCB铜层，可以有效的进行散热，将大大提高散热效率。
以ADS62C17为例，手册上为大家提供了参考的过孔设计方案。允许在热焊盘下面以1mm为间隔， 铺设49个过孔，通过过孔和接地层连接在一起。7*7的矩阵的过孔的热阻约为：261/49=5.33 ºC/W。
散热片的合理使用
专用导热散热片是芯片散热的一种极好方法。散热片一般位于与芯片相连的PCB背部或芯片的顶 部，并通过合适的界面导热材料与散热源连接。为了实现最优的性能，散热片最好连接到热阻阻 抗低的路径上。
散热走线阻焊开窗
阻焊层的作用是避免在焊接过程中焊料无序流动而导致焊盘引线之间桥接短路。在设计中有大功 率器件需要通过电路板散热时也可以在阻焊层上开窗，以增加散热PCB的面积。
总结
对于任何一个有效的设计，热设计都是必须要考虑的，应该在出现问题之前就充分考虑，减少出 错的可能性。本文详细描述了标准封装的热特性的一些主要参数：热阻（𝜃JA、𝜃JC、𝜃CA ）等参数，并 提出了在实际系统中热计算和热管理的一些经验方法。希望使电子器件及系统设计工程师能明了 热阻的相关原理及应用，以解决器件及系统过热问题。
全文总计11页，非常不错的学习文档，推荐给各位朋友。
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