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2022.09.21 열 설계

TJ 산출 : ΨJT를 사용한 계산 예

전자기기의 반도체 부품 열 설계

지난 편에서는 θJA를 사용한 TJ 산출의 계산 예에 대해 설명하였습니다. 이번에는 ΨJT를 사용한 TJ 산출 계산 예에 대해 설명하겠습니다. 예제의 IC는 지난 편과 동일한 LDO 리니어 레귤레이터 BD450M2EFJ-C를 사용하겠습니다.

ΨJT를 사용한 TJ 산출 계산 예

ΨJT를 사용하여 TJ를 구하기 위해서는, 실장 기판 조건, 사용 IC의 데이터시트 등에 제시되어 있는 ΨJT의 값, IC의 소비전력 P, 그리고 실제 사용 상태에서의 IC 패키지 상면 중심 온도 TT의 값이 필요합니다. P는 지난 편에서 설명한 바와 같이, 데이터시트에 제시되어 있는 소비전류치를 통한 계산치, 또는 실측한 소비전류치를 사용합니다. 이 예에서는 지난 편에서 구한 계산치 P=0.85W를 사용하겠습니다. TT는 실측이 필요합니다.

먼저, 실장 기판 조건을 지난 편과 동일하게 하고, 그래프에서 동박 면적 1000mm2일 때의 ΨJT를 구합니다.

층수 1층
기판 재료 FR4
동박 면적 20mm×50mm=1000mm2

그래프에서 ΨJT는 6℃/W이며, TT의 실측치는 115℃로 가정합니다. 오른쪽 그림은 TT의 측정 이미지입니다. 열 전대를 사용하여 패키지 상면 중심 온도를 측정한 것입니다.
하기는 계산식과 결과입니다.

예로 사용한 IC의 TJMAX는 150℃이므로, 이 조건에서는 허용 범위 내의 사용 조건이라고 판단할 수 있습니다.

앞서 설명한 바와 같이, ΨJT를 사용한 TJ 산출 시에는 실측한 TT를 사용하기 때문에 해당 동작 조건에서의 TJ를 산출할 수 있다는 점이 메리트입니다.

다음 편에서는 과도 열 저항을 사용한 TJ의 산출 예에 대해 설명하겠습니다.

키 포인트

・열 저항 ΨJT를 사용한 TJ의 산출은, 소비전력 P와 실제 사용 상태에서의 IC 패키지 상면 중심 온도 TT의 값이 필요하다.

・TT는 실측이 필요하다.

・계산 식을 사용하여 TJ를 구하고, TJMAX 이내에 포함되는지를 확인한다.

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