熱設計｜

熱抵抗データ：熱抵抗、熱特性パラメータの定義

2021.01.12

この記事のポイント

・熱抵抗、熱特性パラメータはJEDEC規格 JESD51により定義されている。

・各熱抵抗、熱特性パラメータには、基本的な用途が決まっており、計算には該当の熱抵抗、熱特性パラメータを使う。

今回は、前回示した実際の熱抵抗データのθJAとΨJTの定義についてです。

θJAとΨJTの定義

前回のおさらいになりますが、確認しておきます。

 ・θJA（℃/W）：ジャンクション－周囲環境間熱抵抗
 ・ΨJT（℃/W）：ジャンクション－パッケージ上面中心間熱特性パラメータ

具体的なイメージができるように、θJAとΨJTを模式化した図を示します。

JEDEC規格 JESD51に基づく、ジャンクション－周囲環境間熱抵抗θJA（℃/W）、およびジャンクション－パッケージ上面中心間熱特性パラメータθJT（℃/W）を示す模式図

θJAはジャンクションから周囲環境までの熱抵抗で、放熱には複数の熱経路が存在します。ΨJTはジャンクションからパッケージ上面中心までの熱特性パラメータです。

また、ジャンクションからパッケージ上面間の熱抵抗θJC-TOPと、ジャンクションからパッケージ下面間の熱抵抗θJC-BOTも定義されており、以下に図示します。θJC-TOPとΨJTに関しては、「パッケージ上面」か「パッケージ上面中心」という微妙な違いである点に留意してください。

JEDEC規格 JESD51に基づく、ジャンクションからパッケージ上面間の熱抵抗θJC-TOPと、ジャンクションからパッケージ下面間の熱抵抗θJC-BOTを示す模式図

これらはJEDEC規格 JESD51により定義されています。以下に、各定義と用途、計算式をまとめました。

記号 定義 用途 計算式
θJA ジャンクションと周囲環境間の熱抵抗。※1 形状が異なるパッケージ間での放熱性能の比較。 θJA = (TJ ? TA) / P
ΨJT デバイス全体の消費電力Pに対するジャンクションとパッケージ上面中心の温度差を表す熱特性パラメータ。 実セット（実際の放熱環境）でのジャンクション温度の推定。 ΨJT = (TJ ? TT) / P
θJC-TOP ジャンクションとパッケージ上面間の熱抵抗。放熱経路はパッケージ上面のみで、その他は断熱状態。 熱伝導、熱流体シミュレーションなどに用いる。
熱抵抗回路網法にも適用可能。		 θJC-TOP = (TJ ? TC-TOP) / P
θJC-BOT ジャンクションとパッケージ下面までの熱抵抗。放熱経路はパッケージ下面のみで、その他は断熱状態。 熱伝導、熱流体シミュレーションなどに用いる。
熱抵抗回路網法にも適用可能。		 θJC-BOT = (TJ ? TC-BOT) / P

※1：周囲温度（TA）は、測定対象部品から影響を受けない位置での雰囲気温度。発熱源の境界層の外側。
※2：θJAおよびΨJTはJEDECボード実装時のデータ。
※3：θJC-TOPおよびθJC-BOTはJESD51-14（TDI法）に準拠した測定。

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