热分析的基本参数及概念

ProjectnameProjectnumberAuthorReleaseDepartmentFilenameCreationdate<keywords> E*ecutiveSummaryTableofContents1Introduction31.1根本参数介绍32Activities42.1Theta-ja(θja)Junction-to-Ambient4测量方法4节温计算公式62.2Theta-jc(θjc)Junction-to-Case6测量方法6节温计算公式6θjc与θja的关系72.3Theta-(θ)Junction-to-Board7测量方法8节温计算公式8θjc与θja的关系8Ψ的含义9Ψ92.4.2Ψjc92.5各种封装的散热效果92.5.1TIPowerPAD封装的使用考前须知103Results123.1关于θjaθjcΨ,ΨJT使用问题124Discussion124.1热仿真软件的使用125Conclusions125.1126Abbreviations,Definitiones,Glossary136.1137Version13ContentsIntroduction根本参数介绍一般包括三个参数jaθjc,θ，三种参数所指的散热图示如下。Ta，Tb，Tc的测试点如下：Tc:芯片外壳的温度〔其中Tt指芯片顶部，Tp指芯片底部。于Tc通用〕Tb：芯片管脚接触于PCB处温度Ta:芯片周围空气温度Tj:芯片部PN节温度，此温度一般＜150℃，否则造成芯片烧毁。ActivitiesTheta-ja(θja)Junction-to-AmbientPN节到空气的热阻。单位℃/W。测量方法器件说明书中的ΦJA是根据JESD51标准给出的，其标准环境是指将器件安装在较大的印刷电路板上，并置于1立方英尺的静止空气中。Θja与PCB叠层构造、芯片焊盘大小、高度等均有关系，故因此说明书中的数值〔实验室数据〕没有太大的参考价值。但目前只能如此计算。节温计算公式TjunctionTambientjaPower；Tambient：环境温度Tjunction：芯片PN节温度Power：芯片消耗功率Theta-jc(θjc)Junction-to-CaseθJC是结到管壳的热阻，管壳可以看作是封装外外表的一个特定点。此参数最是为预估有散热器的器件设计的。测量方法节温计算公式Tjunction=Tcase+θjc*PowerTcase：芯片外壳温度Tjunction：芯片PN节温度Power：芯片消耗功率一般有散热片的情况下计算公式：Tjunction=Tambient+θjcθcsθsa*Powerθcs：芯片外壳到散热片的热阻θsa：散热片到空气的热阻Tambient：环境温度Tjunction：芯片PN节温度Power：芯片消耗功率其中θcs的计算公式如下：θjc与θja的关系亦可认为存在如下公式θjaθjcθcaTheta-(θ)Junction-to-Board是指从结到电路板的热阻，它对结到电路板的热通路进展了量化。θ通常的测量位置在电路板上靠近封装处，即REF_Ref438218968\r\h节图表所示。测量方法节温计算公式Tjunction=TPCB+θ*PowerTPCB：PCB处温度Tjunction：芯片PN节温度Power：芯片消耗功率θjc与θja的关系亦可认为存在如下公式θθjcθbbθbaΨ的含义Ψ和θ之定义类似，但不同之处是Ψ是指在大局部的热量传递的状况下，而θ是指全部的热量传递。在实际的电子系统散热时，热会由封装的上下甚至周围传出，而不一定会由单一方向传递，因此Ψ之定义比拟符合实际系统的量测状况。ΨΨ是结到电路板的热特性参数，单位是°C/W。热特性参数与热阻是不同的。与热阻θ测量中的直接单通路不同，Ψ测量的元件功率通量是基于多条热通路的。由于这些Ψ的热通路中包括封装顶部的热对流，因此更加便于用户的应用。Tjunction=TPCB+Ψ*PowerΨjcTjunction=Tcase+Ψjc*Power(此时不能加散热片)各种封装的散热效果由图可见，BGA封装的散热效果最正确。TIPowerPAD封装的使用考前须知PCBLayout如上。由上图可见，背贴器件的封装上的过孔，将极大减少热阻，故PCB设计中注意保证器件底部的过孔数量。Results关于θjaθjcΨ,ΨJT使用问题θja计算仅用于理想的PCB理想的贴装，理想的环境。θjc只有那种特别大的封装才有意义TO220，同时附加有散热片因为直接传导占据最主要的比例。Ψ,ΨJT,不同的模型：在正确使用的时候，是一个非常好的模型。目前针对电路的芯片节温估算，由于环境温度为85℃，只能得到环境温度信息，PCB板或者芯片的Case的温度均不能得到，故只能使用θja进展大致估算。Discussion热仿真软件的使用(TBD)假设使用热仿真软件，则可将各种参数输入，而不仅是只使用θja，将会得到较