【经验】适用于Si二极管的小型封装PMDE的散热性能分析（仿真）

时间： 2022-01-21 来源：ROHM

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本文中ROHM将通过仿真来比较PMDE和PMDU的散热性能。

关键要点:

・在PCB实际安装状态下，随着铜箔面积的增加，热量变得更容易扩散，因而能够提高散热性能。
・如果铜箔面积过小，PMDE的Rth(j-a)会比PMDU还大，从而无法充分发挥出散热性能。
・随着铜箔面积的增加，PMDE的散热性能提高并会超过PMDU。
・PMDE的散热性能是铜箔面积越厚越能以更小的铜箔面积超过PMDU。
・即使将铜箔面积增加到超过所需面积，由于散热性能饱和也无法获得与面积相称的散热效果，因此应采用合适的铜箔面积。

热仿真方法
如下图所示，对于在50×50×0.8t（mm）的PCB（印刷电路板）上，当安装元器件的铜箔尺寸逐渐增加时的元器件温度Tj和热量的传递情况进行了仿真。可以看出，随着铜箔面积的增加，热量的扩散范围更大，散热性提高。还可以看出，传导到PCB玻璃环氧树脂部分的热量非常少。由此可见，要想实现良好的散热效果，所要安装的铜箔面积的大小是非常重要的。

PMDE封装的热阻Rth(j-a)和铜箔面积
下图是根据上述热仿真结果，绘制出的PMDE和PMDU的结点-环境间热阻Rth(j-a)与铜箔面积之间的关系。此外，关于Rth(j-a)，还一并给出了以PMDU为基准时PMDE的相对误差。

如果铜箔面积小，PMDE背面的散热效果就无法充分发挥出来，PMDE的Rth(j-a)值就会比PMDU大。随着铜箔面积的增加，PMDE的散热效果提高，与PMDU的差异变小，铜箔厚度t=35µm时约为90mm²、t=70µm时约为60mm²，达到与PMDU同等的热阻。随着铜箔面积的进一步增加，PMDE的散热效果进一步提高并超过PMDU。另外，从2,000mm²附近开始饱和。

从这些结果可以看出，要想使用PMDE获得良好的散热特性，就需要确保适当的铜箔面积。如果铜箔面积过小，散热性能反而不如PMDU；反之，如果过大，则散热性能得不到相应的提高，而且浪费电路板面积。此外，铜箔厚更能够用更小的面积获得比PMDU好的散热性能。

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