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2021.09.08 热设计

热阻数据:JEDEC标准及热阻测量环境和电路板

电子设备中半导体元器件的热设计

从本文开始将会介绍热阻数据。首先介绍热阻相关的JEDEC标准和热阻测试相关的内容。

JEDEC标准

JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)是一个推动半导体元器件领域标准化的行业组织。半导体制造商以及电力电子领域的从业者不可避免地会涉及到很多行业标准。作为大原则,无论热相关的项目还是其他项目,其测试方法和条件等都要符合行业标准。其原因不言而喻:因为如果方法和条件各不不同,就无法比较和判断好坏。

在JEDEC标准中,与“热”相关的标准主要有两个:

JESD51系列: 包括IC等的封装的“热”相关的大多数标准。
JESD15系列: 对仿真用的热阻模型进行标准化。

JESD51系列中具有代表性的热标准如下:

JESD51 概述
JESD51-1 测试TJ的ETM测试法和瞬态热测试的方法(Dynamic/Static法)
JESD51-2A IC封装的热测试用自然对流环境(Still Air)
JESD51-3 SMP封装测试用低导热系数电路板
JESD51-4 热测试用TEG芯片的标准
JESD51-5 内置散热部件(FIN等)的封装的测试电路板标准
JESD51-6 IC封装的热测试用强制对流环境(Moving Air)
JESD51-7 SMP封装测量用高导热系数电路板
JESD51-14 具有一维散热路径的封装的Rthjc测试法

热阻测试环境

JESD51-2A中规定了热阻测试环境。以下是符合JESD51-2A的热阻测试环境示例。

JEDEC JESD51-2Aに準拠した熱抵抗測定環境の例

通过将测量对象置于亚克力箱内,使其处于Still Air(静态空气)状态,消除周围大气流动的影响,测试对象处于自然空冷状态。此外,通过始终将测试对象设置在同一位置,来确保测试的高再现性。

热阻测试电路板

对于用来测试热阻的电路板也有规定。

JESD51-3/5/7中规定了通常被称为“JEDEC板”的电路板。下面是其中一个示例:

JESD51-3/5/7で定められている熱抵抗測定基板の例

热阻数据基本上要按照标准规范来获取,通常都明确规定了需要遵循的标准。

关键要点:

・热阻数据需要按照标准规范来获取,通常都明确规定了需要遵循的标准。

・在JEDEC标准中,与“热”相关的标准主要有以下两个:
-JESD51系列: 包括IC等的封装的“热”相关的大多数标准。
-JESD15系列: 对仿真用的热阻模型进行标准化。

・JESD51-2A中规定了热阻测试环境。

・JESD51-3/5/7中规定了用来测试热阻的电路板。