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2022.11.09 열 설계

표면 온도 측정 : 열전대의 종류

전자기기의 반도체 부품 열 설계

TJ 산출 : ΨJT를 사용한 계산 예」 편에서 설명한 바와 같이, ΨJT를 사용한 TJ의 산출을 위해서는 TT가 필요합니다. TT를 얻기 위해서는 반도체 부품 각각의 패키지 상면 중심 온도를 측정할 필요가 있습니다.

전자 부품의 표면 온도 측정을 위해서는, ①열전대를 사용한 접촉식, ②방사 온도계, Thermo viewer 등을 사용하여 물체 표면에서 방사되는 에너지를 측정하는 방법이 있습니다. 그러나, 기판 실장된 부품 각각의 표면 온도를 측정하는 것은 ①의 열전대를 사용하는 방법이 현실적인 경우가 많으므로, 본 편에서는 열전대를 사용한 표면 온도 측정에 관한 포인트에 대해 설명하겠습니다.

열전대의 종류

열전대 (IEC 규격 열전대)에는 B, R, S, N, K, E, J, T, C타입과 같이 기호로 표시되는 종류가 있습니다. 각각 측정 가능한 온도 범위 및 특징이 있습니다. 일반적으로 전자 부품이나 기기 등의 측정에 자주 사용되는 것은 K타입과 T타입이며, 하기에 각각의 특징을 정리하였습니다.

IEC 코드 피복색 구성 재료 클래스 온도 범위 (℃) 허용차 (℃)
+극 -극
K타입 녹색 니켈 크롬 합금
열 전도율
(~19W/mk)
니켈 알루미늄 합금
열 전도율
(~30W/mk)
1 -40~+375 ±1.5
2 -40~+333 ±2.5
3 -164~+40 ±2.5
T타입 갈색 구리
열 전도율
(~385W/mk)
구리 니켈 합금
열 전도율
(~19W/mk)
1 -40~+125 ±0.5
2 -40~+133 ±1.0
3 -67~+40 ±1.0

본 기사에서는 열전대에서의 방열을 최대한 억제하기 위해 K타입 열전대를 사용하였습니다. 그리고, 열전대 자체의 허용차가 작은 클래스 1, AWG38 (JEDEC Standard에서는 AWG36~40 권장)의 소선을 선택하였습니다.

키 포인트

・실장된 반도체 부품의 표면 온도를 측정할 때에는 열전대를 사용하는 것이 현실적인 경우가 많다.

・본 기사에서는 K타입 열전대의 클래스 1, AWG38의 소선을 사용한다.

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