热分析的基本参数与概念

Executive Summary

Table of Contents

1Introduction (3)

1.1基本参数介绍 (3)

2Activities (4)

2.1Theta-ja (θja) Junction-to-Ambient (4)

2.1.1测量方法 (4)

2.1.2节温计算公式 (6)

2.2Theta-jc (θjc) Junction-to-Case (6)

2.2.1测量方法 (6)

2.2.2节温计算公式 (6)

2.2.3θjc与θja的关系 (7)

2.3Theta-jb (θjb) Junction-to-Board (7)

2.3.1测量方法 (8)

2.3.2节温计算公式 (8)

2.3.3θjc与θja的关系 (8)

2.4Ψ的含义 (9)

2.4.1Ψjb (9)

2.4.2Ψjc (9)

2.5各种封装的散热效果 (9)

2.5.1TI PowerPAD封装的使用注意事项 (10)

3Results (12)

3.1关于θja θjc ΨJB, ΨJT使用问题 (12)

4Discussion (12)

4.1热仿真软件的使用 (12)

5Conclusions (12)

5.1 (12)

6Abbreviations, Definitiones, Glossary (13)

6.1 (13)

7Version (13)

Contents

1 Introduction

1.1 基本参数介绍

一般包括三个参数 θ ja, θjc , θjb ，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: 芯片内部PN节温度，此温度一般＜150℃，否则造成芯片烧毁。

2 Activities

2.1 Theta-ja (θja)Junction-to-Ambient

PN节到空气的热阻。单位℃ / W。

2.1.1 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叠层结构、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。

2.1.2 节温计算公式

T junction= T ambient+ (θ ja* Power )；

T ambient：环境温度

T junction：芯片PN节温度

Power：芯片消耗功率

2.2 Theta-jc (θjc) Junction-to-Case

θJC是结到管壳的热阻，管壳可以看作是封装外表面的一个特定点。此参数最是为预估有散热器的器件设计的。

2.2.1 测量方法

2.2.2 节温计算公式

T junction=T case+ ( θjc * Power )

T case：芯片外壳温度

T junction：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：

T junction=T ambient+ ( (θjc +θcs +θsa ) * Power )

θcs：芯片外壳到散热片的热阻

θsa：散热片到空气的热阻

T ambient：环境温度

T junction：芯片PN节温度

Power：芯片消耗功率

其中θcs的计算公式如下：

2.2.3 θjc与θja的关系

亦可认为存在如下公式

θja =(θjc +θca)

2.3 Theta-jb (θjb) 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行了量化。θjb通常的测量位置在电路板上靠近封装处，即1.1节图表所示。

2.3.1 测量方法

2.3.2节温计算公式

T junction=T PCB+ ( θjb * Power )

T PCB：PCB处温度

T junction：芯片PN节温度

Power：芯片消耗功率

2.3.3 θjc与θja的关系

亦可认为存在如下公式

θjb =(θjc +θbb +θba)

2.4Ψ的含义

Ψ和θ之定义类似，但不同之处是Ψ 是指在大部分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之定义比较符合实际系统的量测状况。

2.4.1 Ψjb

ΨJB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θJB 测量中的直接单通路不同，ΨJB测量的元件功率通量是基于多条热通路的。由于这些ΨJB 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。

T junction=T PCB+ ( Ψjb* Power )

2.4.2Ψjc

T junction=T case+ ( Ψjc* Power ) (此时不能加散热片)

2.5 各种封装的散热效果