QFN封裝解決LED顯示屏散熱問題

本文將進一步說明如何改變驅動芯片的封裝以解決驅動芯片散熱的問題。大多數的LED屏幕(LED顯示屏)廠商,于PCB設計時幾乎都會面臨到散熱的問題,尤其是因為驅動芯片所產生的熱影響LED正常發(fā)光特性；進而影響整塊顯示屏的色彩均勻度。如何解決散熱問題確實讓設計者頭痛。

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

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(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(jié)點(Junction)到表面的溫度。下列為一般業(yè)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(jié)點(芯片)溫度
Tc °C ：實際溫度
Ta °C ：環(huán)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(jié)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(jié)點溫度也會不同。舉例說明：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：