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关于设计芯片热阻的资料
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本资料,作为客户热量设计时的参考,关于本公司的热阻的各参数定义、测量方法等在此进行解说。 ■背景 通常,芯片的结温(Junction Temperature)(Tj)每上升 10℃,器件的寿命就会大约减为一半,故障率也会大约增大2倍。Si 半导体在 Tj 超过了 175℃时就有可能损坏。由此,使用时就必须极力降低 Tj,以容许温度(通常 80~100℃)为目标进行热量设计。但是,对于功率器件那样的高输出元件,要把 Tj 抑制在容许温度以下其实是比较困难的,所以通常以规格书里揭载的最高容许温度的 80%为基准来设计 Tj。另外、即使器件的封装相同,根据器件的芯片尺寸、引线框架的定位尺寸、实装电路板的规格等不同、热阻值也会发生变化,需要特别注意。
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关于热阻
Ver.2013-07-23
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1
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本资料,作为客户热量设计时的参考,关于本公司的热阻的各参数定义、测量方法等在此进行解说。
■背景
通常,芯片的结温(Junction Temperature)(Tj)每上升 10℃,器件的寿命就会大约减为一半,故障率也
会大约增大2倍。Si 半导体在 Tj 超过了 175℃时就有可能损坏。由此,使用时就必须极力降低 Tj,以容
许温度(通常 80~100℃)为目标进行热量设计。但是,对于功率器件那样的高输出元件,要把 Tj 抑制在
容许温度以下其实是比较困难的,所以通常以规格书里揭载的最高容许温度的 80%为基准来设计 Tj。
另外、即使器件的封装相同,根据器件的芯片尺寸、引线框架的定位尺寸、实装电路板的规格等不同、热
阻值也会发生变化,需要特别注意。
■定义
半导体封装的热阻是指器件在消耗了1[W]功率时,用芯片和封装、
周围环境之间的温度差按以下公式进行计算。
Pd
TaTj
ja
θ
Pd
TTj
jt
C1
Pd
TTj
jc
C 2
θ
表1 用語说明
项目 解说
θja 结温(Tj)和周围温度(Ta)之间的热阻
ψjt 结温(Tj)和封装外壳表面温度(Tc
1
)之间的热阻
θjc 结温(Tj)和封装外壳背面温度(Tc
2
)之间的热阻
θca 封装外壳温度(Tc)和周围温度(Ta)之间的热阻
Tj 结温
Ta 周围温度
Tc
1
封装外壳表面(型号面)温度
Tc
2
封装外壳背面温度
P
d
最大容许功率
Ta
θ
ca
θ
ca
Tj
Tc
1
Ta
Tc
2
θjc
ψjt
θ
ja
图 1 封装的热阻
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