热阻数据的TJ估算示例
本文的关键要点
・鉴于近年来电子设备中半导体元器件的实际安装条件，一般认为通过θja进行热设计是比较难的。
・近年来难以统一ta的定义，需要单独定义。
・在半导体器件安装密度很高的设备中很难实测ta。
・近年来，根据比较容易实测的tt和ψjt来估算tj已成为主流方法。
上一篇文章中介绍了热阻数据θja和ψjt的定义。接下来将分两次来探讨在进行tj估算时如何使用θja和ψjt。另外，还将单独介绍使用了热阻数据的tj估算示例。
θja和ψjt
下表是上一篇中提到的θja和ψjt相关的重点内容。θja是从结点到周围环境之间的热阻，存在多条散热路径。ψjt是从结点到封装上表面中心的热特性参数。ψjt的计算公式中包含的tt是封装顶面中心的温度。
符号 定义 用途 计算公式
θja 结点与周围环境间的热阻。 形状不同的封装之间的散热性能比较。 θja＝(tj－ta) / p
ψjt 表示相对于器件整体的功耗p的、结点与封装上表面中心之间的温度差的热特性参数。 估算在实际应用产品（实际散热环境）中的结温。 ψjt＝(tjーtt) / p
表格中建议的用途是θja：“形状不同的封装之间的散热性能比较”，ψjt：“估算在实际应用产品中的结温”，下面来思考一下这样建议的原因。
关于θja
在热设计中，有一个讨论：“θja可以应用于热设计吗？”从结论来看，可以认为使用θja来进行热设计是存在困难的。其主要原因如下：
● ta的温度是哪里的温度？
最终还是需要通过估算tj的温度来进行判断。使用θja计算tj时，需要环境温度ta。
ta的温度是由jedec standard定义的。以下是用来参考的jedec standard：
▸ jesd51-2a integrated circuits thermal test method environmental conditions – natural convection (still air)
ta基本上是在jedec指定的位置测量的，但有些制造商可能会单独提出ta测量条件。
另外，jedec standard是在不受发热影响的空间前提下来定义ta的，但近年来设备的安装情况越来越复杂，出现了是否真的存在不受发热影响的空间的讨论。
● 高密度安装趋势
如上一项所提到的，由于安装密度越来越高，ic和其他发热器件拥挤在电路板上。很容易想象，现实中由于与目标相邻的ic等器件的热干扰导致温度升高，因此很难判断认为是ta的位置的温度是否真的是ta的温度。
● θja随有效散热范围的变化而变化
表面贴装型封装的ic，其技术规格书中的θja会提供散热用的铜箔面积、电路板的材质和厚度等条件。因此反过来也可以说“θja根据实装条件而变化”。右图是表示θja和ic贴装部的表面铜箔面积之间的关系的数据示例。从图中可以明显看出，随着铜箔面积的增加，θja变小了，但是θja的变化并不是线性的，而且如果没有提供这样的图，根据实际电路板的相应面积估算θja是相当困难的。很遗憾的是，并不是每个制造商都会提供这样的图表。
基于这些情况，尤其是在近年来的实际情况下，通常认为使用θja进行热设计是很难的。近年来，逐渐成为主流的tj估算方法是实际测量目标产品封装顶面中心的温度tt，并根据ψjt计算tj。
关于ψjt
ψjt表示相对于器件整体的功耗p的、结点与封装顶面中心之间的温度差的热特性参数。下图是表示tj和tt的示意图。由于tt是封装顶面中心处的温度，因此可以在实装设备的实际工作状态下使用热电偶等进行测量。
只要能够获得tt的数据，就可以通过变换前面给出的ψjt的公式来求得tj。
ψjt＝(tjーtt) / p⇒tj＝tt＋ψjt×p
“ψjt×p”是tj和tt之间的温差，因此将其与tt相加得到tj。
下一篇将介绍半导体器件实装设备中的各种条件与θja和ψjt之间的关系，以及tj在ψjt估算中的有效性。
原文标题：r课堂 | 热阻数据：估算tj时涉及到的θja和ψjt
文章出处：【微信公众号：罗姆半导体集团】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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・近年来难以统一ta的定义，需要单独定义。
・在半导体器件安装密度很高的设备中很难实测ta。
・近年来，根据比较容易实测的tt和ψjt来估算tj已成为主流方法。
上一篇文章中介绍了热阻数据θja和ψjt的定义。接下来将分两次来探讨在进行tj估算时如何使用θja和ψjt。另外，还将单独介绍使用了热阻数据的tj估算示例。
θja和ψjt
下表是上一篇中提到的θja和ψjt相关的重点内容。θja是从结点到周围环境之间的热阻，存在多条散热路径。ψjt是从结点到封装上表面中心的热特性参数。ψjt的计算公式中包含的tt是封装顶面中心的温度。
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θja 结点与周围环境间的热阻。 形状不同的封装之间的散热性能比较。 θja＝(tj－ta) / p
ψjt 表示相对于器件整体的功耗p的、结点与封装上表面中心之间的温度差的热特性参数。 估算在实际应用产品（实际散热环境）中的结温。 ψjt＝(tjーtt) / p
表格中建议的用途是θja：“形状不同的封装之间的散热性能比较”，ψjt：“估算在实际应用产品中的结温”，下面来思考一下这样建议的原因。
关于θja
在热设计中，有一个讨论：“θja可以应用于热设计吗？”从结论来看，可以认为使用θja来进行热设计是存在困难的。其主要原因如下：
● ta的温度是哪里的温度？
最终还是需要通过估算tj的温度来进行判断。使用θja计算tj时，需要环境温度ta。
ta的温度是由jedec standard定义的。以下是用来参考的jedec standard：
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如上一项所提到的，由于安装密度越来越高，ic和其他发热器件拥挤在电路板上。很容易想象，现实中由于与目标相邻的ic等器件的热干扰导致温度升高，因此很难判断认为是ta的位置的温度是否真的是ta的温度。
● θja随有效散热范围的变化而变化
表面贴装型封装的ic，其技术规格书中的θja会提供散热用的铜箔面积、电路板的材质和厚度等条件。因此反过来也可以说“θja根据实装条件而变化”。右图是表示θja和ic贴装部的表面铜箔面积之间的关系的数据示例。从图中可以明显看出，随着铜箔面积的增加，θja变小了，但是θja的变化并不是线性的，而且如果没有提供这样的图，根据实际电路板的相应面积估算θja是相当困难的。很遗憾的是，并不是每个制造商都会提供这样的图表。
基于这些情况，尤其是在近年来的实际情况下，通常认为使用θja进行热设计是很难的。近年来，逐渐成为主流的tj估算方法是实际测量目标产品封装顶面中心的温度tt，并根据ψjt计算tj。
关于ψjt
ψjt表示相对于器件整体的功耗p的、结点与封装顶面中心之间的温度差的热特性参数。下图是表示tj和tt的示意图。由于tt是封装顶面中心处的温度，因此可以在实装设备的实际工作状态下使用热电偶等进行测量。
只要能够获得tt的数据，就可以通过变换前面给出的ψjt的公式来求得tj。
ψjt＝(tjーtt) / p⇒tj＝tt＋ψjt×p
“ψjt×p”是tj和tt之间的温差，因此将其与tt相加得到tj。
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原文标题：r课堂 | 热阻数据：估算tj时涉及到的θja和ψjt
文章出处：【微信公众号：罗姆半导体集团】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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