一文详解热设计中的结到外壳热阻

在本文中，我们将了解结壳热阻θJC以及如何使用此数据来评估将封装连接到散热器的设计的热性能。

结到外壳热阻：θJC

θJC指定从结到外壳表面的热阻。为避免混淆，制造商可以通过将此热数据指定为θJC（Top）和θJC（Bot）来指定考虑的表面。这两个分别是从结到外壳顶面和底面的热阻。

测量θJC的设置如下所示。

RθJC的测量（TI对θJC的表示）。

测量外壳温度的参考点TC是封装上的 热点，通常是封装表面的中心或器件的盖子。

散热片安装在要测量TC的封装表面上，并且测试试样的其他表面是绝缘的，以 大限度地减少这些表面不受控制的热损失。散热片为铜质冷板，内有循环恒温流体，易于吸热。封装和散热器之间有一层导热油脂，将两者进行热耦合。

从TC和θJC计算结温

关键是上述测量过程确保器件产生的几乎所有热量都从结流到感兴趣的外壳表面（θJC（Top）的顶面和θJC（Bot）的底面））测量）。

有了TC和θJC，我们可以计算结温为：

吨J=吨C+磷吨×θJCTJ=TC+PT×θJC等式1

其中PT表示芯片总功率。

值得一提的是，θJC（Bot）参数通常用于带有外露导热垫的设备，并指定通过该导热垫发生的热传递。

θJC的应用

θJC的主要应用是估计给定封装连接散热器时的热性能。采用高效散热器的应用类似于上述测量设置，因此可以使用公式1。

安装在热增强型PCB上的外露焊盘塑料封装是另一个可以应用上述等式的示例应用。然而，如果没有集成有效的散热器，芯片中产生的热量只有一部分会流出封装表面。

其余60-95%的热量可以通过安装设备的PCB对流和辐射（如下图所示）。

在这些情况下，我们应该用我们未知的封装表面PS流出的功率代替方程1中的PT。如果我们使用芯片总功率而不是PS，则该等式将给出明显高估的结温。