電子設備中半導體元件的熱設計表面溫度測量：熱電偶的種類

2025.01.20

重點

・在測量已安裝的半導體元件表面溫度時，通常多使用熱電偶。

・在本文中使用一等標準K型熱電偶和AWG38導線。

如“T_J的估算：使用Ψ_JT的計算範例”中所述，使用Ψ_JT估算T_J時需要T_T值。為了獲得T_T值，就需要測量各半導體元件的封裝頂部中心溫度。

測量電子元件表面溫度的方法有兩種：①使用熱電偶的接觸式測量；②使用輻射溫度計或測溫儀等測量物體表面輻射出來的能量。不過在現實中，測量已安裝在電路板上的各元件的表面溫度時，多使用①中的熱電偶方法，所以在這裡我們將介紹一下使用熱電偶測量表面溫度時的相關要點。

頂部中心溫度TT

熱電偶的種類

熱電偶（IEC標準熱電偶）分為很多種類，用B、R、S、N、K、E、J、T、C型等符號來表示。每種熱電偶都都其可測量的溫度範圍和特性特點。下表中列出了K型和T型熱電偶的特點，這兩種通常多用於測量電子元件和設備等的溫度。

IEC代碼	塗層顏色	構成材料		等級	溫度範圍（℃）	容差（℃）
IEC代碼	塗層顏色	＋極	－極	等級	溫度範圍（℃）	容差（℃）
K型	綠色	鎳鉻合金熱導率（～19W/mk）	鎳鋁合金熱導率（～30W/mk）	1	－40～＋375	±1.5
				2	－40～＋333	±2.5
				3	－164～＋40	±2.5
T型	棕色	銅熱導率（～385W/mk）	銅鎳合金熱導率（～19W/mk）	1	－40～＋125	±0.5
				2	－40～＋133	±1.0
				3	－67～＋40	±1.0

為了大幅減少來自於熱電偶的散熱量，在本文中使用了K型熱電偶。

此外，我們選用了本身容差很小的一等標準熱電偶和AWG38（JEDEC標準推薦使用AWG36～40）導線。

近年來，電子設備設計中的熱對策益發受到關注，熱設計已成為一個新課題。雖然熱一直是一個重要的考慮因素，但近年來對電子設備的要求不斷發生變化，因此有必要重新審視傳統的熱對策。本手冊基本以電子設備中使用的IC和電晶體為前提的熱設計進行說明。

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