熱阻數據：估算T_J時涉及到的θ_JA和Ψ_JT －其1－

上一篇文章中介紹了熱阻資料θ_JA和Ψ_JT的定義。接下來將分兩次來探討在進行T_J估算時如何使用θ_JA和Ψ_JT。另外，還將單獨介紹使用了熱阻資料的T_J估算範例。

θ_JA和Ψ_JT

下表是上一篇中提到的θ_JA和Ψ_JT相關的重點內容。θ_JA是從結點到周圍環境之間的熱阻，存在多條散熱路徑。Ψ_JT是從結點到封裝上表面中心的熱特性參數。Ψ_JT的計算公式中包含的T_T是封裝頂面中心的溫度。

表格中建議的用途是θ_JA：“形狀不同的封裝之間的散熱性能比較”，Ψ_JT：“估算在實際應用產品中的接面溫度”，下面來思考一下這樣建議的原因。

關於θ_JA

在熱設計中，有一個討論：“θ_JA可以應用於熱設計嗎？” 從結論來看，可以認為使用θ_JA來進行熱設計是存在困難的。其主要原因如下：

●T_A的溫度是哪裡的溫度？
最終還是需要透過估算T_J的溫度來進行判斷。使用θ_JA計算T_J時，需要環境溫度T_A。

T_A的溫度是由JEDEC Standard定義的。以下是用來參考的JEDEC Standard：

▶JESD51-2A Integrated Circuits Thermal Test Method Environmental Conditions – Natural Convection (Still Air)

T_A基本上是在JEDEC指定的位置測量的，但有些製造商可能會單獨提出T_A測量條件。

另外，JEDEC Standard是在不受發熱影響的空間前提下來定義T_A的，但近年來設備的安裝情況越來越複雜，出現了是否真的存在不受發熱影響的空間的討論。

●高密度安裝趨勢
如上一項所提到的，由於安裝密度越來越高，IC和其他發熱元件擁擠在電路板上。很容易想像，現實中由於與目標相鄰的IC等元件的熱干擾導致溫度升高，因此很難判斷認為是T_A的位置的溫度是否真的是T_A的溫度。

●θ_JA隨有效散熱範圍的變化而變化
表面安裝型封裝的IC，其技術規格書中的θ_JA會提供散熱用的銅箔面積、電路板的材質和厚度等條件。因此反過來也可以說“θ_JA根據實裝條件而變化”。右圖是表示θ_JA和IC安裝部位的表面銅箔面積之間的關係的資料範例。從圖中可以明顯看出，隨著銅箔面積的增加，θ_JA變小了，但是θ_JA的變化並不是線性的，而且如果沒有提供這樣的圖，根據實際電路板的相應面積估算θ_JA是相當困難的。很遺憾的是，並不是每個製造商都會提供這樣的圖表。

基於這些情況，尤其是在近年來的實際情況下，通常認為使用θ_JA進行熱設計是很難的。近年來，逐漸成為主流的T_J估算方法是實際測量目標產品封裝頂面中心的溫度T_T，並根據Ψ_JT計算T_J。

關於Ψ_JT

Ψ_JT表示相對於元件整體的功耗P的、結點與封裝頂面中心之間的溫度差的熱特性參數。下圖是表示T_J和T_T的示意圖。由於T_T是封裝頂面中心處的溫度，因此可以在實裝設備的實際工作狀態下使用熱電偶等進行測量。

只要能夠獲得T_T的資料，就可以透過變換前面給出的Ψ_JT的公式來求得T_J。

Ψ_JT＝(T_JーT_T) / P　　⇒　　T_J＝T_T＋Ψ_JT×P

“Ψ_JT×P”是T_J和T_T之間的溫差，因此將其與T_T相加得到T_J。

下一篇將介紹實裝設備中的各種條件與θ_JA和Ψ_JT之間的關係，以及T_J在Ψ_JT估算中的有效性。