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封装风格如何影响SMD组件散热器的选择

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作者Cadence PCB解决方案

关键的外卖

  • pcb中常用的SMD元件有电阻、mosfet、线性稳压器、ic等。

  • SMD组件的温度受内部结构和封装的物理配置的影响。

  • 对于带有SuperS08等封装的SMD组件，将通孔散热器焊接在PCB的另一侧，以实现低成本的热管理解决方案。

PCB与SMD组件

为SMD组件设计和固定散热器可能是一项具有挑战性的任务

通孔组件的热管理比表面安装组件相对容易。为SMD组件设计和固定散热器是一项具有挑战性的任务。在本文中，我们将探讨SMD组件的热管理，包括SMD封装和功率损耗对SMD组件的热管理和散热片设计的影响。

SMD组件的热管理

表面贴装技术能够制造紧凑、小型化和高功率密度的pcb。SMD组件可以填充在PCB的两侧，有助于开发一个密集的封装。SMD组件允许制造更小尺寸的高效和通用电路板。这些组件不仅包括逻辑电路，还包括电源和开关设备。

pcb中常用的SMD组件有电阻、mosfet、线性稳压器和ic。SMD组件会产生热量，温升会超过组件的安全工作范围。自热会缩短SMD组件的寿命或导致完全损坏。消除SMD组件的热量是非常重要的，以确保无风险操作和相邻组件的正常功能。

尺寸减小、高密度板组装、环境温度升高和功率损耗增加会恶化SMD组件的热性能，因此需要改进热管理技术。

SMD封装和功率损耗对热管理的影响

SMD组件有不同的封装，如D PAK, D2PAK, D3PAK等。每个包都有不同的热路径。对于相同的功率水平，每个封装中测量的温度不同。综上所述，SMD组件的温度受其内部结构和封装的物理配置的影响。选择与SMD组件的封装风格兼容的热管理技术是很重要的。

SMD器件的功率损耗是选择热管理技术的重要标准。热管理可以通过几种方式实现，包括:

  1. 通过PCB上的接触垫散热
  2. 散热片

接触垫是一个合适的热管理方法，功率水平低于2W;这是通过将热垫放在任何热部件下，并通过通孔将热量从热垫转移到地平面来实现的。

用于SMD组件的散热器:DPAK, D2PAK和D3PAK封装

SMD器件的散热因封装不同而不同。诸如SOP Advance之类的包仅从底部表面散热，而DSOP Advance包则从顶部和底部表面散热。当散热困难时使用铜镶嵌或热通过在美国，散热器是最好的解决方案。将散热片连接到SMD组件可以带来等同于传统接触垫技术的散热能力。

对于SMD封装D PAK、D2PAK和D3PAK，首选穿孔SMD散热器。这些散热器非常平坦，非常适合这些包装。为了连接SMD散热器，SMD组件的铜排水垫延伸到封装的边缘之外。扩展提供空间安装在SMD组件顶部的散热器。穿孔SMD散热器和SMD组件焊接到铜排水垫上，在封装和SMD散热器之间创建热路径。凸出的散热片或散热片的翅膀增加了表面积以及可用于散热的气流，并提高了效率热管理技术．

热传导和自然对流的传热机制有助于散热片从SMD组件中散热。这些类型的散热器不直接接触设备的表面。热界面材料(TIMs)，通常是热润滑脂，用于将SMD组件的顶部与散热器连接起来。TIM填补了SMD组件和散热器之间的不均匀表面，从而消除了它们之间的任何间隙。TIM在提高SMD组件散热片的导热性方面起着重要作用。

用于单面pcb中SMD组件的低成本散热器

在单面pcb中添加热通孔是很困难的;在某些单面pcb中散热片由于各种机械限制，安装在SMD组件上是不切实际的。对于带有SuperS08等封装的SMD组件，将通孔散热器焊接在PCB的另一侧，以实现低成本的热管理解决方案。散热器和SMD组件之间通过PCB铜轨道建立热连接。在这种类型的SMD组件散热中，器件总是放置在散热片的焊料连接附近。

SMD组件的热通孔和散热器可以组合在一起，以增强电子设计的热性能。您可以依靠Cadence的设计和分析工具套件来帮助设计SMD组件的热管理解决方案。Cadence软件提供了模拟工具，可以分析不同散热器连接下SMD组件的温度分布。

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