jesd51-1 标准
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芯片工作温度与表面温度-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII芯片工作温度与表面温度例如:一款芯片操作温度是0-70℃,表面温度已经达到85℃是否可以正常工作.表面温度与操作温度的关系,测试环境温度是35℃,温升50℃正常.如果不考虑芯片结温,怎证明温度达到85摄氏度不合理呢是不是芯片的表面温度要控制在70℃一下呢我一直比较困惑,如芯片分为很多等级,例如一款芯片工作温度是这样的:民用级:0℃ to 80℃工业级 -40℃ to 80℃军品级 -40℃ to 125℃所有的芯片结温最大都是150℃.单通过结温判断就有些不合适了吧! 芯片描述的操作温度如果是说芯片的周围环境温度,例如当时气温是30℃,这样是比较好理解.我个人比较同意芯片表面温度不超过最大工作温度.表面温度不等于工作温度也看起来是合理的.芯片的结温计算:不加散热器的情况下,是否就是Tc(表面温度)+芯片Rja(热阻)*芯片的功耗,还是芯片的Ta(环境温度,例如当时的气温)+芯片Rja(热阻)*芯片功耗IC封装的热特性摘要:IC封装的热特性对于IC应用的性能和可靠性来说是非常关键的。
本文描述了标准封装的热特性:热阻(用“theta”或Θ表示),ΘJA、ΘJC、ΘCA,并提供了热计算、热参考等热管理技术的详细信息。
引言为确保产品的高可靠性,在选择IC封装时应考虑其热管理指标。
所有IC在有功耗时都会发热,为了保证器件的结温低于最大允许温度,经由封装进行的从IC 到周围环境的有效散热十分重要。
本文有助于设计人员和客户理解IC热管理的基本概念。
在讨论封装的热传导能力时,会从热阻和各“theta”值代表的含义入手,定义热特性的重要参数。
本文还提供了热计算公式和数据,以便能够得到正确的结(管芯)温度、管壳(封装)温度和电路板温度。
热阻的重要性半导体热管理技术涉及到热阻,热阻是描述物质热传导特性的一个重要指标。
JEDEC JESD51-51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 Device Engineering 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)。
JESD51-51是其中诸多标准中的一种,主要描述的是通过电气方法测试LED的热阻和阻抗。
本文通过概述标准的大致内容,摘录其中重点部分,达到一定程度上理解标准的目的。
JESD51-51 前言简要介绍JESD51-51标准,通过图片形式反映热功率、正向电压、正向电流、光通量和结温之间的相互关系,如图1所示:图1 LED光输出和不同量之间的关系JESD51-51 第一章IESD51-51标准适用的范围,主要包括如下几点:1.封装LED的功率应大于0.5w,光能转换效率应高于5%,且采用直流方式供电,对于激光二极管并不适合;2.只适合实验室环境的结温和热阻测试,对于大批量的测试并不适合;3.对于稳态测试方法和动态测试方法均适合。
JESD51-51 第二章JESD51-51标准的参考规范,主要有13篇,分别是:1.JESD51, Methodology for the Thermal Measurement of Component Packages (Single Semiconductor Devices).2.JESD51-1, Integrated Circuit Thermal Measurement Method - Electrical Test Method.3.JESD51-12, Guidelines for Reporting and Using Electronic Package Thermal Information.4.JESD51-13, Glossary of Thermal Measurement Terms and Definitions.5.JESD51-14, Transient Dual Interface Test Method for the Measurement of Thermal Resistance Junction-to-Case of Semiconductor Devices with Heat Flow through a Single Path.6.JESD51-50, Overview of Methodologies for the Thermal Measurement of Single- and Multi-Chip, Single- and Multi-PN-Junction Light-Emitting Diodes (LEDs).7.J ESD51-52, Guidelines for Combining CIE 127-2007 Total Flux Measurements with Thermal Measurements of LEDs with Exposed Cooling Surface.8.JESD51-53, Terms, Definitions and Units Glossary for LED Thermal Testing.9.CIE S 017/E:2011 ILV , International Lighting V ocabulary.10.CIE 127:2007 Technical Report, Measurement of LEDs, ISBN 978 3 901 906 58 9.-STD-750D METHOD 3101.3, Thermal Impedance (Response) Testing of Diodes.12.ANSI/IESNA IES Nomenclature Committee, IES RP-16-10, Nomenclature and Definitions of for Illuminating Engineering, ISBN 978-0-87995-208-213.ANSI/IESNA IES-LM-80, Approved Method for Measuring Lumen Maintenance of LED Light Sources, ISBN 978-0-87995-227-3.JESD51-51 第三章第三章主要包括两个方面,其一是名词术语定义表;其二是标准适合的led 阵列结构。
苹果耳机连接器C100设计规范配件使用C100连接器可以实现下面的配件:1)耳机2)Lightning to Analog Headset Plug使用C100的耳机和耳机cable可以:●从设备接收立体模拟音频输出●发送单身道模拟音频(麦克风)输入到设备●支持技术和视频音频●实现Apple耳机远程增大/减小/中心按钮需要额外功能的耳机和耳机线(例如:充电,数字音频,APP传输等)应该用A2M或者LAM2.60.1概述C100有下面两个版本:●C100●C100 JPN,仅用于销售到日本注意:C100必须不能被设计成lightning to 3.5mm 耳机插孔转接头。
60.2 机械C100有下面的机械特性:●集成的闪电连接器●没有封装除了该章节的明确规定外,配件必须符合lightning连接器的要求。
C100整合必须符合Lightning cable的机械要求。
尤其:C100两端必须被封装;C100的电子组件必须被SUS屏蔽保护;SUS屏蔽必须被激光到C100的接地磁环上。
C100有如下的外壳尺寸图:C100的外壳尺寸必须不能超过下面的范围,并且必须是全半径圆角。
A:23MM;B:12mm;c:6.25mm.(为什么没有D?)C100的Pad定义:7个PIN60.4电气要求配件必须符合电气要求:1)Apple headset Remote and Microphone Transmitter(613)2)Electrical(663)C100屏蔽可以被看做成电气接地。
60.5 电气1.过压,静态电流,限流。
2.必须不能出现分流67远程控制和麦克风传输器设备可以从耳机和耳机线接收按压信息,该耳机和耳机线包含了远程和麦克风控制,通过下面的其中一个连接器:1)耳机插头(3.5mm)2)C1003)C101(只能通过耳机转接头来连耳机实现)4)C78-LA(为什么没有写?)配件可以从远程控制和麦克风收到按压信息通过下面的:1)Apple Headset Jack controller2)A2M67.1 要求带有远程控制和麦克风的配件必须符合下面的要求:●远程麦克风必须位于耳机驱动的中心点120-160mm.●从连接设备的插头到耳机必须要用6根导线连接,对应于下面的信号:右驱动;右返回;左驱动;左返回;麦克风偏置;麦克风返回。
热特性确定实际应用中 LED 的性能andras PoPPe, Mentor GraPhics corP.rePaPetih M e c h a n i c a l a n a l y s i s W介绍必须清楚地了解 LED 内部从 PN 结到环境的热特性,从而确保得到一个安全,可靠的设计和令人满意的性能。
在热流路径中可能有裸芯片或胶层等多个导热界面,并且它们的厚度和热阻很难在生产过程中进行控制。
此外,在 LED 封装和作为散热器的照明设备外壳之间的导热界面进一步增加了设计的挑战性。
必须在样机阶段尽可能早地了解 LED 的热阻值。
电流,颜色和效能LED 的光输出特性主要取决于其工作条件。
前向电流增加会使 LED 产生更多的光。
但当前向电流保持不变,光输出会随着 LED 的温度升高而下降。
图 1 描述了温度,电流和光输出的关系。
并且描述了一个 LED 相关的颜色光谱在峰值波长处的偏移。
用于普通照明的单色 LED,蓝色光谱的峰值会发生偏移,因此改变了 LED 所谓的色温。
这会对 LED 照明空间内的感官产生影响。
像很多其它产品一样,照明系统设计时也要权衡成本和性能。
功率分配及因此产生的散热需求很大程度上是由 LED 的能量转换效率所决定。
其定义为发出的光能和输入电功率的比值。
能效值与另一个度量参数效能有密切关系,它是一个关于有用性的评价指数,可感知的光除以提供的电功率的比值。
效能被用于评估不同光源的优劣。
不幸的是 LED 的效能会随着 LED 结温的增加而下降。
预测 LED 的输出光通量是照明设计的最终目标。
提供有效散热的热管理解决方案可以在 LED 实际应用中产生更多一致颜色的光通量。
热量从 LED 封装芯片开始传递,相关的数据由供应商提供。
图 2 中显示的是常见的导热结构。
一个 LED 灯大约50% 的结点至环境的热阻由 LED 封装所引起。
图1: 电流和温度依赖于一个LED 光输出中光谱强度分布图2: 功率 LED 的典型热传导结构传统的 LED 标准需要进一步地完善。
什么是T3SterT3Ster ®[发音:tri-ster] --- the Thermal Transient Tester:热瞬态测试仪,用于半导体器件的先进热特性测试仪,同时用于测试IC、SoC、SIP、散热器、热管等的热特性。
T3Ster兼具JESD51-1定义的静态测试法(Static Mode)与动态测试法(Dynamic Mode),能够实时采集器件瞬态温度响应曲线(包括升温曲线与降温曲线),其采样率高达1微秒,测试延迟时间高达1微秒,结温分辨率高达0.01℃。
T3Ster既能测试稳态热阻,也能测试瞬态热阻抗。
T3Ster的研发者MicRed是JEDEC最新的结壳热阻(θjc T3Ster的测试方法符合IEC 60747系列标准。
)测试标准(JESD51-14)的制定者,T3Ster是目前全球唯一满足此标准的仪器。
T3Ster的研发者MicRed制定了全球第一个用于测试LED的国际标准JESD51-51,以及LED光热一体化的测试标准JESD51-52。
T3Ster和TeraLED是目前全球唯一满足此标准所规定的光热一体化测试要求的。
T3Ster的测试方法符合MIL-STD-883H method 1012.1和MIL-750E 3100系列的要求。
T3Ster独创的Structure Function(结构函数)分析法,能够分析器件热传导路径上每层结构的热学性能(热阻和热容参数),构建器件等效热学模型,是器件封装工艺、可靠性试验、材料热特性以及接触热阻的强大支持工具。
因此被誉为热测试中的“X射线”。
T3Ster可以和热仿真软件Flotherm,FloEFD无缝结合,将实际测试得到的器件热学参数导入仿真软件进行后续仿真优化。
T3Ster的应用范围及功能◆应用范围:各种三极管、二极管等半导体分立器件,包括:常见的半导体闸流管、双极型晶体管、以及大功率IGBT、MOSFET、LED等器件;各种复杂的IC以及MCM、SIP、SoC等新型结构 ;各种复杂的散热模组的热特性测试,如热管、风扇等 。
热设计之JESD51电子器件热测试方法系列标准介绍接要:芯片结温直接影响产品的性能、可靠性、质量和成本,通讯产品热设计重要目的之一就是保证芯片在设备工作温度范围内,芯片结温不超过芯片的结温限值,以保证产品的性能、可靠性。
本文介绍了美国联合电子设备工程协会(JEDEC)的电子器件热测试系列标准(JESD51),系统了解芯片热特性值的测试标准,加深对芯片各热特性值的理解,并列举两个热设计中常见的误区,通过对国际标准原文的介绍,提升产品设计水平。
关键词:热设计、热特性参数、热阻、热测试;JESD51系列标准规范了单结半导体器件封装热测试的方法。
随着技术不断的进步,测试环境、元件装配技术、器件生产工艺和技术的不断发展,测试方法也会不断发展。
下文分别列举JESD51系列14个标准文件。
JESD51 Methodology for the thermal measurement of component packages (single semiconductor device)JESD51是该系列标准的综述性文件,概括介绍单结单导体器件热测试方法,具体测试方法在后续文件中具体介绍。
该系列标准分为以下几组:在说明测试方法、测试环境、器件安装方法、测试装置搭建方法的条件下得到的热特性值才有使用的价值。
JESD51-1 Integrated Circuits Thermal Measurement Method-Electrical Test Method (Single Semiconductor Device) 芯片热测试方法——电气测试方法规定一种单结半导体器件的热特性参数测试方法。
电气性能、应用环境、温度传感器精度都会直接影响测试的准确性。
A temperature-sensitive parameter to sense the change in temperature of the junctionoperating area due to the application of electrical power to the device-under-test.T J=T J0+ΔT JΔT J=K×ΔTSPΔTSP change in temperature-sensitive parameter value [mV]K constant defining relationship between changes in T J and TSP [℃/mV]常用的temperature-sensitive parameter是正偏二极管的电压降(a forward-biased diode)。
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。
芯片工作温度与表面温度例如:一款芯片操作温度是0-70℃,表面温度已经达到85℃是否可以正常工作.表面温度与操作温度的关系,测试环境温度是35℃,温升50℃正常.如果不考虑芯片结温,怎证明温度达到85摄氏度不合理呢?是不是芯片的表面温度要控制在70℃一下呢?我一直比较困惑,如芯片分为很多等级,例如一款芯片工作温度是这样的:民用级:0℃to 80℃工业级-40℃to 80℃军品级-40℃to 125℃所有的芯片结温最大都是150℃.单通过结温判断就有些不合适了吧! 芯片描述的操作温度如果是说芯片的周围环境温度,例如当时气温是30℃,这样是比较好理解.我个人比较同意芯片表面温度不超过最大工作温度.表面温度不等于工作温度也看起来是合理的.芯片的结温计算:不加散热器的情况下,是否就是Tc(表面温度)+芯片Rja(热阻)*芯片的功耗,还是芯片的Ta(环境温度,例如当时的气温)+芯片Rja(热阻)*芯片功耗?IC封装的热特性摘要:IC封装的热特性对于IC应用的性能和可靠性来说是非常关键的。
本文描述了标准封装的热特性:热阻(用“theta”或Θ表示),ΘJA、ΘJC、ΘCA,并提供了热计算、热参考等热管理技术的详细信息。
引言为确保产品的高可靠性,在选择IC封装时应考虑其热管理指标。
所有IC在有功耗时都会发热,为了保证器件的结温低于最大允许温度,经由封装进行的从IC 到周围环境的有效散热十分重要。
本文有助于设计人员和客户理解IC热管理的基本概念。
在讨论封装的热传导能力时,会从热阻和各“theta”值代表的含义入手,定义热特性的重要参数。
本文还提供了热计算公式和数据,以便能够得到正确的结(管芯)温度、管壳(封装)温度和电路板温度。
热阻的重要性半导体热管理技术涉及到热阻,热阻是描述物质热传导特性的一个重要指标。
计算时,热阻用“Theta”表示,是由希腊语中“热”的拼写“thermos”衍生而来。
热阻对我们来说特别重要。
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。
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