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2021.10.12 熱設計

TJの見積もり:ΨJTを使った計算例

電子機器における半導体部品の熱設計

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この記事のキーポイント

・熱抵抗ΨJTによるTJの見積もりは、消費電力Pと実使用状態でのICのパッケージ上面中心温度TTの値が必要になる。

・TTは実測が必要。

・計算式からTJを求め、TJMAX以内であることを確認する。

前回、θJAを用いたTJの見積もり計算例を示しました。今回は、ΨJTを使ったTJの見積もり計算例を示します。例題のICは前回同様のLDOリニアレギュレータBD450M2EFJ-Cを用います。

ΨJTを使ったTJの見積もり計算例

ΨJTを使ってTJを求めるには、実装基板条件、そのICのデータシートなどに提示されているΨJTの値、ICの消費電力P、そして実使用状態でのICのパッケージ上面中心温度TTの値が必要になります。Pは前回説明したようにデータシートに提示されている消費電流値からの計算値、もしくは実測した消費電流値を使います。この例では前回求めた計算値のP=0.85Wを使います。TTは実測が必要になります。

まず、実装基板条件を前回と同様の以下として、グラフから銅箔面積1000mm2時のΨJT求めます。

層数 :1層
基板材料 :FR4
銅箔面積 :20mm×50mm=1000mm2

θJAおよびΨJT と銅箔面積の関係をしめすグラフ。

グラフから読み取ったΨJTは6℃/W、TTの実測値は115℃とします。右にTTの測定イメージを示します。熱電対を使ってパッケージ上面中心の温度を測定しています。
以下、計算式と結果になります。

TJ=TT+ΨJT×P=115℃+℃/W×0.85W=120.1 (℃)

パッケージ上面中心温度、TTの実測イメージ。

例としたICのTJMAXは150℃なので、この条件は許容内の使用条件であることを判断できます。

先に説明しましたが、ΨJT使ったTJの見積もりは、実測のTTを用いるためその動作条件におけるTJを見積もることができるのがメリットになります。

次回は過渡熱抵抗使ったTJの見積もり例を予定しています。

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