熱設計工程師和芯片封裝工程師都知道，芯片尺寸雖然已經較小，但實際上芯片內部的發熱點尺寸更小。我們外觀能看到的，都是芯片的封裝外殼。而封裝外殼將導致封裝熱阻。無論我們使用什么方式，封裝熱阻都不可能被消除。可以舉這樣一個例子。
假設某芯片結殼熱阻Rjc = 1C/W，結板熱阻Rjb = 10C/W，即熱量可以更容易地向上殼方向轉移。芯片通常用在室溫環境25C下。
如果芯片的發熱量為100 W，而其結溫要求為100C，那么，熱設計成本將會非常高昂。因為由于封裝熱阻的存在，芯片的固有溫升將達到100C，室溫下，必須使用制冷設備將芯片表面的溫度控制到0C以下，才有可能保證芯片的正常工作。
那么，大家想一想，對于這類芯片，更有效的散熱優化方法是什么呢？
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顯然是降低封裝熱阻。我們先來了解封裝的意義。
芯片的封裝包含但不局限于如下三個方面的意義：
a) 固定引腳系統，實現芯片與外部的數據信息交換
芯片不能單獨工作，它必須與外部設備進行連接和數據交換。封裝最基本的作用就體現在這里。由于芯片內部的金屬線極細（通常小于1.5微米，多數情況下只有1.0微米），不可能將芯片內的引腳直接與電路板連接。通過封裝，可以將外部的引腳用金屬銅與內部的引腳焊接起來，芯片便可以通過外部的引腳間接地與電路板連接以起到數據交換的作用。外部引腳的材質和形式需要根據芯片的具體功能和使用場景來選用。通常情況下，芯片內部的引腳和焊接點會被埋藏在基體中，外觀上看到的引腳，全部是外部引腳。
b) 保護芯片，避免其受到物理、化學等損傷
芯片的封裝材料可以保護芯片免受微粒、濕氣和機械力等外界因素對它的損害。實現物理性保護的主要方法是將芯片固定于一個特定的芯片安裝區域，并用適當的封裝外殼將芯片、芯片連線以及相關引腳封閉起來，從而達到保護的目的。應用領域的不同，對于芯片封裝的等級要求也不盡相同。
c) 增強散熱
根據熱力學第二定律，所有半導體產品在工作時都會產生熱量，而熱量會導致芯片溫度升高。當溫度達到一定限度時，芯片的性能就會收到影響。因此，封裝在滿足電氣、保護功能之外，還需要考慮散熱特性。當前，無論是自然散熱、強迫對流散熱還是液冷散熱，芯片的熱量都是從結點發出，經由封裝材料散逸到低溫介質中。封裝材料的導熱和均熱特性對芯片的散熱性能有關鍵影響。隨著芯片功率密度的加速提升，芯片封裝在散熱特性方面的研究越來越多。
封裝熱阻的優化，需要充分考慮產品的電氣和物理防護性能。后面將結合一些產品的封裝形式，來闡釋近年來芯片封裝演進在散熱設計上的考量。
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