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封閉技術解決LED電子顯示屏散熱

時間:2016年01月22日 信息來源:不詳 點擊: 【字體:
所有電子產品都需要面臨散熱這個難度,除了硬件來身的散熱之外,芯片也是散熱問題的重點之一。LED顯示屏的散熱是其質量檢驗的重要標準之一,如何有效的解決LED顯示屏的散熱是設計者們都非常頭痛的問題,本文就QFN封裝的解決顯示屏散熱的技術探討。
四側無引腳扁平封裝,表面貼裝型封裝之一,是一種底部有焊盤、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。由于QFN封裝不像傳統的SOIC封裝那樣具有鷗翼狀引線,內部引腳與焊盤之間的導電路徑較短,所以自感?S數以及封裝體內?嚴叩繾韜艿停?所以它能提供卓越的電性能,也因為沒有鷗翼狀引線更能減少所謂的天線效應進而降低整體的電磁干擾(EMC/EMI)。此外,它還通過外露的引線框架焊盤提供了出色的散熱性能,該焊盤具有直接散熱通道,用于釋放封裝內芯片的熱量。通常將散熱焊盤直接焊接在電路板上,并且PCB中的散熱過孔有助于將多鷂的功耗擴散到銅接地板中,從而吸收多鷂的熱量;也可以藉此達到更佳的共地效果。目前QFN封裝體在一般手機及筆記本電腦已大量被采用,但在LED顯示屏中正要蓬勃發展。
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LED顯示屏設計上具有更大的彈性。
熱阻 (ΘJa)其系數為SOP = 59℃/W ,QFN=39℃/W亦即在一瓦特(Watt)的功率,芯片節點(Junction)到表面的溫度。下列為一般業界常用的熱阻計算公式:     TJ=θja*PD+Ta   TJ=θjc*PD+Tc   θJa=θjc*θca   公式中所用到的符號、單位   TJ °C :節點(芯片)溫度   Tc °C :實際溫度   Ta °C :環境溫度   PD W :電源電壓   θja (°C/W) :從實際到外表面的熱傳輸阻抗   θjc (°C/W) :從節點到實際的熱傳輸阻抗   θca(°C/W) :從實際到外表面的熱傳輸阻抗
也就是說如果在相同的還境溫度及功耗其因為封裝的不同所停留在芯片上的節點溫度也會不同。舉例說明:若環境溫度為85°C,芯片的功耗為0.5W則SOP及QFN分別的溫度如下:
燈驅合一的設計
由于QFN的體積小、散熱佳的兩大特點,以往在戶外顯示屏Pitch16mm以下的規格因為PCB板尺寸走線的限制及散熱的問題所以一般顯示屏廠都會選擇燈驅分離的設計;亦即LED燈板與驅動芯片板分別放在兩至三塊不同的PCB板上,再透過連接器(Connector)及傳輸線 (Cable)相互連接在一起。此種設計雖可以解決散熱問題,但是透過連接器及線材當中所產生的電感效應可能會使顯示屏的色彩清析度大打折扣,況且電感效應也會增加電磁干擾產生的機會。使用QFN設計時;因為其體積較小也沒有散熱的問題所以可以將芯片放置在LED燈的間隙中,故不需使用多于的PCB板及傳輸線在設計上更為簡單其成本亦可降低。同理戶內顯示屏若使用QFN設計亦可讓散熱問題做大幅度的進步。
完全自動化的生產
傳統燈驅分離的設計除了比燈驅合一的設計材料成本較高外(多了PCB、連接器及線材成本),可以節省組裝的人力成本,可以達到SMT/DIP完全自動化的生產。
散熱的良好設計,能延伸LED顯示屏的壽命,大大的降低了顯示屏的損耗。使用QFN設計時;因為其體積較小也沒有散熱的問題所以可以將芯片放置在LED燈的間隙中,故不需使用多于的PCB板及傳輸線在設計上更為簡單其成本亦可降低。同理戶內顯示屏若使用QFN設計亦可讓散熱問題做大幅度的進步。
(作者:佚名 編輯:admin)
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