有的芯片底部有EPAD腳,用來接到板子的銅皮,并與地相連,用來散熱。想問的是:為什么

有的芯片底部有EPAD腳,用來接到板子的銅皮,并與地相連,用來散熱。想問的是:為什么這個腳接到板子地會散熱效果更好,而不能單獨接一片隔離的地區(qū)域呢?如何用最形象的方法去理解呢?
(1)首先大家要明白一點,EPAD主要是在QFN和DQFN封裝相關的IC中會進行如此設計
(2)什么叫QFN和DQFN呢?上圖 ,如下;

(3)由上圖可知,所謂的EPAD其實指的是在諸如QFN封裝的IC其中心區(qū)域那一塊大的銅皮
(4)這塊大的銅皮有兩個主要作用:
A.接地:一般QFN封裝的IC其尺寸都可以做的非常小,為什么呢?最主要的原因其實是其架構設計不同,最大的特征就是EPAD的設計,大家可能會沒有注意到一般有EPAD的芯片其都沒有GND的引腳為什么呢?其實就是EPAD類似于我們PCB板設計立面的單獨的地平面,所以EPAD首先第一個功能連接了IC內(nèi)部所有的地,這樣就會使得IC其尺寸變得非常小,但與此同時也引發(fā)了另外一個問題,就是一旦我們的EPAD其沒有可靠焊接,IC就不能正常工作,這個時候怎么辦,我們就需要對EPAD做小心的處理來確保我們可靠焊接
B.散熱.由于尺寸小,所以其熱阻會比較大,至于熱阻的計算公式我們就不推導了,大家可以自行度娘,大家也知道我們熱阻的定義一般是℃/W,其實是表明了其散熱效率,散熱效率其實和熱阻是成反比的關系的,由于我們IC所有的地連接到了一起所以其散熱就顯得尤為重要,所以基于散熱的目的我們也要特殊考慮EPAD其封裝到底該怎么處理
(5)所以針對于這位同學一開始的提問我們要明確一點就是:大部分情況我們EPAD其實不是接到大地而是接到其相應的GND上面
(6)綜合上面的分析:我們針對于EPAD其封裝以及Layout我們要綜合考慮如下:
A.我們一般在IC散熱的問題上我們主要是漏銅或者多打散熱過孔,從接地的角度而言,我們也可以通過多打過孔來實現(xiàn)其回流路徑更短,所以綜合第一點我們可以使用多大過孔的方式來實現(xiàn)散熱和SI完整性的問題如下圖:

B.大家覺得上面的EPAD的處理其合理嗎?為什么呢。為什么很多過孔打在了靠近邊緣的地方呢,其實最主要的我們的邊緣最靠近所有的引腳,這樣我們不同的引腳其信號就可以最快速的回流,縮短了回流路徑,所以要靠近邊緣打過孔,越靠近,其回流路徑越短,所以在邊緣的地方我們打了很多過孔
C.其次在我們進行l(wèi)ayout的時候,我們也要仔細考慮和地相關的問題,我首先給大家拋一個圖出來,大家仔細思考其layout是否合理?

D.上圖是QFN封裝,該封裝的最大特點是EPAD和焊盤之間的孔隙比較小,所以其實這樣的layout是不合理的,為什么呢?因為大量在EPAD旁邊走線,在貼片的時候很容易造成其他pin腳和GND的短路
E.我們再給大家拋一個圖出來,大家來分析該圖的layout是否合理?

F.上圖的layout如果結合我們前面的分析其實不合理的,但是上圖其封裝是DQFN其EPAD和引腳焊盤之間的縫隙空間比較大,而且一般這樣的封裝其焊盤引腳都比較多,所以這個時候我們不得不權衡利弊,基于具體的產(chǎn)品,我們其實是可以在其內(nèi)部進行走線的。
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