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詳解熱設(shè)計(jì)中的結(jié)到外殼熱阻

發(fā)布時(shí)間:2021-06-23 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】在本文中,我們將了解結(jié)殼熱阻θJC以及如何使用此數(shù)據(jù)來評估將封裝連接到散熱器的設(shè)計(jì)的熱性能。
 
在本文中,我們將了解結(jié)殼熱阻θJC以及如何使用此數(shù)據(jù)來評估將封裝連接到散熱器的設(shè)計(jì)的熱性能。
 
結(jié)到外殼熱阻:θJC
 
θJC指定從結(jié)到外殼表面的熱阻。為避免混淆,制造商可以通過將此熱數(shù)據(jù)指定為θJC(Top)和θJC(Bot)來指定考慮的表面。這兩個(gè)分別是從結(jié)到外殼頂面和底面的熱阻。
 
測量θJC的設(shè)置如下所示。
   
詳解熱設(shè)計(jì)中的結(jié)到外殼熱阻
 
RθJC的測量(TI對θJC的表示)。
 
 測量外殼溫度的參考點(diǎn)TC是封裝上的 熱點(diǎn),通常是封裝表面的中心或器件的蓋子。
 
散熱片安裝在要測量TC的封裝表面上,并且測試試樣的其他表面是絕緣的,以 大限度地減少這些表面不受控制的熱損失。散熱片為銅質(zhì)冷板,內(nèi)有循環(huán)恒溫流體,易于吸熱。封裝和散熱器之間有一層導(dǎo)熱油脂,將兩者進(jìn)行熱耦合。
 
從TC和θJC計(jì)算結(jié)溫
關(guān)鍵是上述測量過程確保器件產(chǎn)生的幾乎所有熱量都從結(jié)流到感興趣的外殼表面(θJC(Top)的頂面和θJC(Bot)的底面))測量)。
有了TC和θJC,我們可以計(jì)算結(jié)溫為:
 
噸J=噸C+磷噸×θJCTJ=TC+PT×θJC等式1
 
其中PT表示芯片總功率。
值得一提的是,θJC(Bot)參數(shù)通常用于帶有外露導(dǎo)熱墊的設(shè)備,并指定通過該導(dǎo)熱墊發(fā)生的熱傳遞。
 
θJC的應(yīng)用
θJC的主要應(yīng)用是估計(jì)給定封裝連接散熱器時(shí)的熱性能。采用高效散熱器的應(yīng)用類似于上述測量設(shè)置,因此可以使用公式1。
 
安裝在熱增強(qiáng)型PCB上的外露焊盤塑料封裝是另一個(gè)可以應(yīng)用上述等式的示例應(yīng)用。然而,如果沒有集成有效的散熱器,芯片中產(chǎn)生的熱量只有一部分會(huì)流出封裝表面。
 
其余60-95%的熱量可以通過安裝設(shè)備的PCB對流和輻射(如下圖所示)。
 
詳解熱設(shè)計(jì)中的結(jié)到外殼熱阻
 
在這些情況下,我們應(yīng)該用我們未知的封裝表面PS流出的功率代替方程1中的PT。如果我們使用芯片總功率而不是PS,則該等式將給出明顯高估的結(jié)溫。
 
  
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