散热模组热阻测试试验规格定义方法-(中文版)

热阻湿阻测试仪实验方法解析符合标准：GB/T 11048, ISO 11092, ASTM F1868, ASTM D1518, JIS L1096适用范围：通过模拟人体皮肤产生的热量和水蒸气穿透织物的过程，在稳定的温湿度环境下，测试多种材料的热阻及湿阻值。

可用于织物、薄膜、涂层、泡沫、皮革及多层复合材料等的热阻湿阻测试，如衣物，棉被，保暖服装的舒适性能的测试，纺织面料人体舒适度测试等。

测试原理：在标准的测试环境下，加热固定的铝板或者铜板，让铝板或者铜板保持固定温度，测试加热的功率。

同样，铜板或者铝板上面覆盖测试布料后测试相同情况的功率，根据两者的功率差和测试盘面积的大小。

就可以标定测试样品的热阻或者湿阻(加水测试)。

1、热阻Rct，指试样两面的温差与垂直通过试样的单位面积热流量之比。

该干热流量可能由传导、对流、辐射中的一种或多种形式传递。

热阻Rct以平方米开尔文每瓦(m2·K/W)为单位，它表示纺织品处于稳定的温度梯度的条件下，通过规定面积的干热流量。

测定热阻是将试样覆盖于电热试验板上，试验板及其周围和底部的热护环(保护板)都能保持相同的恒温，以使电热试验板的热量只能通过试样散失;调湿的空气可平行于试样上表面流动。

在试验条件达到稳态后，测定通过试样的热流量来计算试样的热阻。

仪器通过从测定试样加上空气层的热阻值中减去试验仪器表面空气层的热阻值得出所测材料的热阻值Rct。

2、、湿阻Ret，指试样两面的水蒸汽压力差与垂直通过试样的单位面积蒸发热流量之比。

蒸发热流量可能由扩散和对流的一种或多种形式传递。

湿阻Rct以平方米帕斯卡每瓦(m2·Pa/W)为单位，它表示纺织品处于稳定的水蒸汽压力梯度的条件下，通过一定面积的蒸发热流量。

湿阻的测定，需在多孔电热试验板上覆盖透气但不透水的薄膜，进入电热板的水蒸发后以水蒸气的形式通过薄膜，所以没有液态水接触试样。

试样放在薄膜上后，测定在一定水分蒸发率下保持试验板恒温所需热流量，与通过试样的水蒸气压力一起计算试样湿阻。

IC封装热阻的定义与量测技术刘君恺热阻值用于评估电子封装的散热效能，是热传设计中一个相当重要的参数，正确了解其物理意义以及使用方式对于电子产品的设计有很大的帮助，本文中详细介绍了热阻的定义、发展、以及量测方式，希望使工程设计人员对于热阻的观念以及量测方式有所了解，有助于电子产品的散热设计。

介绍近年来由于电子产业的蓬勃发展，电子组件的发展趋势朝向高功能、高复杂性、大量生产及低成本的方向。

组件的发热密度提升，伴随产生的发热问题也越来越严重，而产生的直接结果就是产品可靠度降低，因而热管理（thermal management）相关技术的发展也越来越重要【1】。

电子组件热管理技术中最常用也是重要的评量参考是热阻（thermal resistance），以IC封装而言，最重要的参数是由芯片接面到固定位置的热阻，其定义如下：热阻值一般常用?或是R表示，其中Tj为接面位置的温度，Tx为热传到某点位置的温度，P为输入的发热功率。

热阻大表示热不容易传递，因此组件所产生的温度就比较高，由热阻可以判断及预测组件的发热状况。

电子系统产品设计时，为了预测及分析组件的温度，需要使用热阻值的数据，因而组件设计者则除了需提供良好散热设计产品，更需提供可靠的热阻数据供系统设计之用【2】。

对于遍布世界各地的设计及制造厂商而言，为了要能成功的结合在一起，必须在关键技术上设定工业标准。

单就热管理技术而言，其中就牵涉了许多不同的软硬件制造厂商，因此需透过一些国际组织及联盟来订定相关技术标准。

本文中将就热阻的相关标准发展、物理意义及量测方式等相关问题作详细介绍，以使电子组件及系统设计者了解热阻相关的问题，并能正确的应用热阻值于组件及系统设计。

封装热传标准与定义在1980年代，封装的主要技术是利用穿孔（through hole）方式将组件安装于单面镀金属的主机板，IC组件的功率层级只有1W左右，在IC封装中唯一的散热增进方式是将导线架材料由低传导性的铁合金Alloy42改为高传导性的铜合金。

热阻定义————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:我最近在写热分析和热设计的章节,把一些材料整理出来给大家分享一下，与原文有些差距,增加多样性,呵呵。

ﻫﻫ首先看英文的指引，是指JEＳD５1中关于热阻和热特性参数的表格定义。

Theta (θ)、Psi （Ψ)的定义ﻫ热阻划分ﻫθＪA 是结到周围环境的热阻，单位是°C/W。

θJＡ取决于IＣ封装、电路板、空气流通、辐射和系统特性,通常辐射的影响可以忽略。

θJA专指自然条件下的数值。

器件说明书中的ΦJA是根据JESD５1标准给出的，其标准环境是指将器件安装在较大的印刷电路板上,并置于１立方英尺的静止空气中。

因此说明书中的数值没有太大的参考价值。

ﻫﻫθJC是结到管壳的热阻，管壳可以看作是封装外表面的一个特定点。

θJC取决于封装材料(引线框架、模塑材料、管芯粘接材料)和特定的封装设计（管芯厚度、裸焊盘、内部散热过孔、所用金属材料的热传导率）。

ﻫ注意θJC表示的仅仅是散热通路到封装表面的电阻,因此θJC总是小于θJＡ。

θJC表示是特定的、通过传导方式进行热传递的散热通路的热阻，而θＪA则表示的是通过传导、对流、辐射等方式进行热传递的散热通路的热阻。

ﻫθCA是指从管壳到周围环境的热阻。

θCA包括从封装外表面到周围环境的所有散热通路的热阻。

注意,如果有散热片，则可分为θＣS和θSA。

ﻫθＪA=θＪＣ+ θCAθJB是指从结到电路板的热阻，它对结到电路板的热通路进行了量化。

通常θJＢ的测量位置在电路板上靠近封装处。

θJＢ包括来自两个方面的热阻:从IC的结到封装底部参考点的热阻，以及贯穿封装底部的电路板的热阻。

以上三个热阻的对比图：ﻫﻫ热特性ﻫΨ和θ之定义类似，但不同之处是Ψ 是指在大部分的热量传递的状况下，而θ是指全部的热量传递。

在实际的电子系统散热时,热会由封装的上下甚至周围传出，而不一定会由单一方向传递,因此Ψ之定义比较符合实际系统的量测状况。

UL-1434以下内容是对UL-1434中规定热敏电阻测试条件部分的翻译，希望对大家热敏电阻UL认证的准备工作有所帮助。

21.1表21.1中指明的样品必须要经过22-29条规定所述的所有测试，新样品除过载和耐力测试以外要经过所有的测试。

21.2:除非另有说明，测试的温度必须在±2C（±3.6F）范围。

21.3 对每一个温度点和额定电功率都必须进行测试，除非某一个温度和额定电功率能够代表其他的。

21.4 除非另有说明，对浪涌电流的测试必须是在额定频率和表21.2所指定的电压下进行。

当输入电压在额定电压范围内变化，如果热敏电阻的作用发生改变，在额定电压范围内的最高值和最低值下都必须进行测试。

对于只有单一额定电压的热敏电阻，如果在表21.2的测试结果下热敏电阻的作用发生变化，则必须对该热敏电阻在额定电压下进行测试。

表21.2对于只有单一额定电压即不再以上任何指定的电压范围内，该热敏电阻必须要测试该额定电压。

如果一个热敏电阻有一系列额定电压值并且有一个或者多个电压值在上述电压范围内，该热敏电阻将会在上述对应的电压范围内或者最高的电压下进行测试。

如果热敏电阻有一系列额定电压值且没有一个在上述电压范围内的，该热敏电阻必须在指定的最高电压值下进行测试。

如果一个热敏电阻有2个额定电压，对该热敏电阻的测试必须在这2个电压下都进行除非对一个额定电压的测试能代表对另外一个额定电压的测试。

21.6所谓稳定的温度是指，连续三次成功测量读数/每隔10%/过去的持续时间/测试必须表明温度变化最大不超过±1.0C（±1.8F），在任何情况下，时间间隔必须少于5分钟。

22.校准测试22.1概述22.1.1在可接受条件下，每一个热敏电阻的样品都必须接受22.2描述的R/T测试和2 2.3、22.4条描述的可接受的校准测试。

所有测试结果必须在制造商所描述的极限范围内。

22.1.2以下测试是对之前23、24,26-28校准测试的重复进行，测试结果必须在表22.1或者22.2所指明的其中一个等级内，或者在规定的成品标准限制范围内，并且：A)一个浪涌电流抑制器与其对应的可接受的R/T曲线的不同点不能超过表22.1所指明的。

热阻和结温详细概念和设计指导-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN结温（junction temperature）结温（junction temperature）是处于电子设备中实际半导体芯片（晶圆、裸片）的最高温度。

它通常高于外壳温度和器件表面温度。

结温可以衡量从半导体晶圆到封装器件外壳间的散热所需时间以及热阻。

2最高结温最高结温会在器件的datasheet数据表中给出，可以用来计算在给定功耗下器件外壳至环境的热阻。

这可以用来选定合适的散热装置。

如果器件工作温度超过最高结温，器件中的晶体管就可能会被破坏，器件也随即失效，所以应采取各种途径降低工作温度或是让结温产生的热量尽快散发至环境中。

结温为：热阻×输入电力+环境温度,因此如果提高接合温度的最大额定值,即使环境温度非常高,也能正常工作。

一个芯片结温的估计值Tj，可以从下面的公式中计算出来：Tj=Ta+( R θJA × PD )Ta = 封装的环境温度 ( º C )R θJA = P-N结至环境的热阻 ( º C / W )PD = 封装的功耗 (W)3降低结温的途径1、减少器件本身的热阻；2、良好的二次散热机构；3、减少器件与二次散热机构安装介面之间的热阻；4、控制额定输入功率；5、降低环境温度；热阻thermal resistance热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，表明了 1W热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W。

用热功耗乘以热阻，即可获得该传热路径上的温升。

可以用一个简单的类比来解释热阻的意义，换热量相当于电流，温差相当于电压，则热阻相当于电阻。

热阻Rja：芯片的热源结（junction）到周围冷却空气（ambient）的总热阻，乘以其发热量即获得器件温升。

热阻Rjc：芯片的热源结到封装外壳间的热阻，乘以发热量即获得结与壳的温差。

结温（j u n c t i o n t e m p e r a t u r e）结温（junction temperature）是处于电子设备中实际半导体芯片（晶圆、裸片）的最高温度。

它通常高于外壳温度和器件表面温度。

结温可以衡量从半导体晶圆到封装器件外壳间的散热所需时间以及热阻。

2最高结温最高结温会在器件的datasheet数据表中给出，可以用来计算在给定功耗下器件外壳至环境的热阻。

这可以用来选定合适的散热装置。

如果器件工作温度超过最高结温，器件中的晶体管就可能会被破坏，器件也随即失效，所以应采取各种途径降低工作温度或是让结温产生的热量尽快散发至环境中。

结温为：热阻×输入电力+环境温度,因此如果提高接合温度的最大额定值,即使环境温度非常高,也能正常工作。

一个芯片结温的估计值Tj，可以从下面的公式中计算出来：Tj=Ta+( R θJA × PD )Ta = 封装的环境温度 ( º C )R θJA = P-N结至环境的热阻 ( º C / W )PD = 封装的功耗 (W)3降低结温的途径1、减少器件本身的热阻；2、良好的二次散热机构；3、减少器件与二次散热机构安装介面之间的热阻；4、控制额定输入功率；5、降低环境温度；热阻thermal resistance热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，表明了 1W热量所引起的大小，单位为℃/W或K/W。

用热乘以热阻，即可获得该传热路径上的温升。

可以用一个简单的类比来解释热阻的意义，换热量相当于电流，温差相当于电压，则热阻相当于电阻。

热阻Rja：芯片的热源结（junction）到周围冷却空气（ambient）的，乘以其发热量即获得器件温升。

热阻Rjc：芯片的热源结到封装外壳间的热阻，乘以发热量即获得结与壳的温差。

热阻Rjb：的结与PCB板间的热阻，乘以通过单板导热的散热量即获得结与单板间的温差。

热阻参数介绍表征封装器件的热性能的常见方法是用“热阻”表示，用希腊字母“θ (theta)”或字母R（本文中用θ）表示。

对于半导体器件，热阻表示在芯片表面耗散的热量对芯片结温的稳态温度的上升。

随着对更小，更快和更高功率器件的持续工业趋势，热管理变得越来越重要。

不仅设备趋向于小型化，而且安装在其上的电路板也在缩小。

将器件单元尽可能靠近地放置在更小的板上有助于降低整个系统尺寸和成本，并提高电气性能。

这些改善当然很重要，但从热的角度来看，在减小尺寸的同时提高功率会带来更多的散热挑战。

正是这种“功率密度”的提高推动了业界对热管理的高度重视。

为了帮助板级和系统级设计人员，芯片厂家会产品数据表中提供标准化的热阻数据，最常见的是Theta-JA。

本文内容有助于理解和使用这些热阻或“theta”。

同时还讨论了称为“psi”的几个热特性参数。

热阻的概念：表征封装器件的热性能的常见方法是用“热阻”表示，用希腊字母“θ (theta)”或字母R（本文中用θ）表示。

对于半导体器件，热阻表示在芯片表面耗散的热量对芯片结温的稳态温度的上升。

其单位为℃/W。

最常见的例子是Theta-JA（结到环境热阻），Theta-JC（结到壳热阻）和Theta-JB（结到板热阻）。

当知道参考（即环境，箱子或板）温度，功耗以及相关的θ值时，可以计算结温。

Theta-JA通常用于安装在环氧基PCB上的部件的自然和强制对流空气冷却系统。

当封装具有直接安装到PCB或散热器的高导热封装时，Theta-JC非常有用。

而Theta-JB则适用于与封装相邻的板的温度已知时的应用场景。

除了这些Theta热阻之外，psi-JB（结到板）和psi-JT（结到顶部）热特性参数有时也是比较有用的。

对于在板上通电的器件，这些psi信息显示图结温和电路板温度或“封装顶部”温度之间的相关性。

术语“psi”用于将它们与“θ”热阻区分开，因为θ不是所有的热实际上在温度测量点与psi之间流动。

JEDEC JESD51-1 标准解读JEDEC 固态技术协会是固态及半导体工业界的一个标准化组织，制定固态电子方面的工业标准。

JEDEC 曾经是电子工业联盟（EIA）的一部分：联合电子设备工程委员会（Joint Electron DeviceEngineering Council，JEDEC）。

1999 年，JEDEC 独立成为行业协会，抛弃了原来名称中缩写的含义，目前的名称为JEDEC 固态技术协会（JEDEC Solid State Technology Association）。

JESD51-1 标准规范了集成电路热测量方法，即电气测试方法。

本文摘取JESD51-1 标准中比较重点的内容，做适当的分析。

如有不准确的地方，还请多多指教。

JESD51-1 第2 章节：测量基础测量基础章节：本章节主要对热阻和热敏参数做了公式化的定义。

半导体器件的热阻通常定义为：RΘJX：器件的结到指定环境的热阻（也可以用ΘJX 表示），单位为℃/W。

T J ：稳态测试条件下器件的结温，单位为℃。

T X ：指定环境的参考温度，单位为℃。

P H ：器件的功耗，单位为W。

在电气测试方法中，使用热敏参数（TSP）来测量被测物（DUT）在加热过程中结温的变化。

T J =K ×∆TSPTSP：热敏参数值，单位为mV。

K：定义结温T J 和TSP关系的常数，单位为℃/mV。

本章节中的重点是定义了两种电气测试方法。

第一种方法被称为静态测试方法，对被测物持续加热的同时，通过测量热敏参数来监控结温。

第二种方法被称为动态测试方法，从测量热敏参数的状态，切换到加热状态，对被测物加热一段时间后，再切换到测量状态。

对于LED 之类只有两个引脚的DUT，首先需要明确的一点是LED 在不同大小的测试电流（I M）下所测得的K 系数是不同的。

试想，如果采用静态测试方法对LED 做测试的话，标定K 系数的时候通过LED 的电流是测试电流（I M）；而在加热过程中，通过LED 的电流时测试电流和加热电流的总和，这个时候采集到的TSP （即电压值）显然不能用前面得到的K 系数去推算温度。

ANSI/IEEE C57.12.01-2005美国国家标准协会/电气和电子工程师协会C57.12.01-2005IEEE Standard Test Code for Dry-Type Distribution and Power Transformers Abstract:Methods for performing tests specified in IEEE Std C57.12.01-1998 and other referenced standards applicable to dry-type distribution and power transformers are described. This standard is intended for use as a basis for performance, safety, and the proper testing of dry-type distribution and power transformers. This standard applies to all dry-type transformers except instrument transformers, step-voltage and induction voltage regulators, arc furnace transformers, rectifier transformers, specialty transformers, and mine transformers.摘要：在IEEE Std C57.12.01-1998和其它的参考文献中，列出了干式配电变，干式电力变压器的试验方法。

本标准列举了更详细，更周全，更安全的干式变压器试验方法。

这个标准涵盖了所有的干式变压器，除了以下几种变压器：试验变压器，起动变压器，工业变压器，调压变压器，弧炉变压器，整流变压器，专用变压器，矿用变压器等。

广东省特种设备行业协会团体标准《散热膜导热散热性能的测定》编制说明《散热膜导热散热性能的测定》标准编制小组二O二O年三月广东省特种设备行业协会团体标准《散热膜导热散热性能的测定》编制说明一、标准制定的目的和意义近年来，随着电子产品向轻薄化的方向发展，导热散热膜（如石墨膜、聚酰亚胺薄膜、石墨烯膜等）广泛应用于智能手机、平板电脑、LED背光等电子产品领域，对散热膜的导热散热性能（热导率、热辐射率）提出了更高的要求。

电子设备不断将更强大的功能集成到更小组件中，温度的升高会导致设备运行速度减慢、器件工作中途出故障、尺寸空间限制、电池使用寿命以及其它很多性能方面的问题。

因此温度控制已经成为设计中至关重要的挑战之一，即在架构紧缩，操作空间越来越小的情况下，如何有效地带走更大单位功率所产生的更多热量。

散热膜要求厚度越来越薄，导热散热性能却要越来越好，部分高端散热膜已由传统的毫米级薄膜转变成微米级薄膜。

国内外还没有专门的用于检测散热膜导热散热性能的标准，导致散热膜市场产品质量参差不齐，严重制约了散热膜的发展，同时也给手机等电子产品的更新换代带来了极大的困扰。

如小米手机在采购散热膜时，由于没有统一、规范的检测标准，只能把散热膜加工到手机里，整机放在烘箱里保持25℃，在规定时间内运行高发热的游戏后测量手机温度，间接反映散热膜的导热散热性能。

本标准的提出，旨在完善薄膜材料导热散热性能的检测方法，提高散热膜的质量，促进电子产品行业的发展。

通过制定散热膜的导热散热性能测定的标准，以热导率和热辐射率两个关键参数进行表征，可以直接反应导热膜的性能，便于生产企业不断探索新的生产工艺，促进国际国内同行的交流和竞争，提高产品质量，同时也为手机等需方采购及使用带来的极大的便利，节省研发时间，提高研发效率，促进民族品牌与世界品牌进行竞争。

二、标准的任务来源及参与单位2019年10月，广州特种承压设备检测研究院向广东省特种设备行业协会提出了制定广东省特种设备行业协会团体标准《散热膜导热散热性能的测定》的项目申请，在前期大量准备工作的基础上，成立标准研制小组，制定标准研制方案，正式开始该标准的研究制定工作。

ICS03.080.99A 20广东省特种设备行业协会团体标准GDASEXXX－2019散热膜导热散热性能的测定Determination of Thermal Conductivityand Dissipativity for Heat Dissipation Film（征求意见稿）2019-XX-XX发布2019-XX-XX实施目录前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 稳态量热计法热辐射系数 (1)5 激光发导热系数 (2)6 试验报告 (4)前言本标准按照GB/T 1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的规定编制。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。

本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由广东省特种设备行业协会归口。

本标准起草单位：本标准主要起草人：。

本标准为首次发布实施。

散热膜导热散热性能的测定1 范围本标准规定了稳态量热计法测定热辐射系数及激光闪射法测定导热系数的方法。

本标准适用于导热散热薄膜的测定。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 22588 闪光法测量热扩散系数或导热系数GJB 2502.3 航天器热控涂层试验方法第3部分：发射率测试3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1热辐射 thermal radiation物体因热引起的电磁波辐射的现象，是热传递的方式之一。

3.2导热系数 thermal conductivity单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量。

3.3稳态量热计法半球发射率 steady-state calorimetry hemispherical emittance采用稳态量热计法测量热辐射体在半球方向上的辐射出射度与处于相同温度的全辐射体的辐射出射度之比值。