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R E P O R TProject name Project number Author Release DepartmentFile nameCreation date<keywords>Executive SummaryR E P O R TTable of Contents1Introduction .............................................................................................................. 3 1.1 基本参数介绍 . (3)2Activities ................................................................................................................... 4 2.1Theta-ja (θja) Junction-to-Ambient (4)2.1.1 测量方法 .................................................................................................... 4 2.1.2 节温计算公式 (6)2.2Theta-jc (θjc) Junction-to-Case (6)2.2.1 测量方法 .................................................................................................... 6 2.2.2 节温计算公式 ............................................................................................. 6 2.2.3 θjc 与θja 的关系 .. (7)2.3Theta-jb (θjb) Junction-to-Board (7)2.3.1 测量方法 .................................................................................................... 8 2.3.2 节温计算公式 ............................................................................................. 8 2.3.3 θjc 与θja 的关系 .. (8)2.4Ψ的含义 (9)2.4.1 Ψjb ............................................................................................................. 9 2.4.2 Ψjc . (9)2.5各种封装的散热效果 (9)2.5.1 TI PowerPAD 封装的使用注意事项 (10)3Results ................................................................................................................... 12 3.1关于θja θjc ΨJB , ΨJT 使用问题 (12)4 Discussion .............................................................................................................. 12 4.1热仿真软件的使用 (12)5 Conclusions ........................................................................................................... 12 5.1 ............................................................................................................................. 12 6 Abbreviations, Definitiones, Glossary ..................................................................... 13 6.1 ............................................................................................................................. 13 7 Version . (13)R E P O R TContents1 Introduction 1.1 基本参数介绍一般包括三个参数θja , θjc , θjb ，三种参数所指的散热图示如下。
热分析简介热分析（thermal analysis，TA）是指用热力学参数或物理参数随温度变化的关系进行分析的方法。
国际热分析协会（International Confederation for Thermal Analysis，ICTA）于1977年将热分析定义为：“热分析是测量在程序控制温度下，物质的物理性质与温度依赖关系的一类技术。
”根据测定的物理参数又分为多种方法热分析方法有：差热分析（Differential Thermal Analysis简称DTA）；示差扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry简称DSC）；热重分析（Thermogra Vimetric Analysis 简称TGA）；热机械分析（Thermomechanic Analysis简称TMA）热分析中热重法的简要说明：热重法，是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度或时间的关系的方法。
进行热重分析的仪器，称为热重仪，主要由三部分组成，温度控制系统，检测系统和记录系统通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息从热重法可以派生出微商热重法，也称导数热重法，它是记录TG曲线对温度或时间的一阶导数的一种技术。
实验得到的结果是微商热重曲线，即DTG曲线，以质量变化率为纵坐标，自上而下表示减少；横坐标为温度或时间，从左往右表示增加。
DTG曲线的特点是，它能精确反映出每个失重阶段的起始反应温度，最大反应速率温度和反应终止温度；DTG曲线上各峰的面积与TG曲线上对应的样品失重量成正比；当TG曲线对某些受热过程出现的台阶不明显时，利用DTG曲线能明显的区分开来。
热重法的主要特点，是定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率。
根据这一特点，可以说，只要物质受热时发生质量的变化，都可以用热重法来研究。
图中给出可用热重法来检测的物理变化和化学变化过程。
dsc 热力学参数DSC（差示扫描量热法）热力学参数是一种在材料科学和工程领域广泛应用的测试方法，主要用于测量材料的熔点、玻璃化转变温度、结晶温度等。
本文将介绍DSC热力学参数的基本概念、测量方法、应用领域以及实验案例分析，旨在为大家提供有关DSC热力学参数的实用信息。
一、DSC热力学参数的基本概念DSC热力学参数是指在材料加热或冷却过程中，所表现出的一系列热力学性质。
这些参数可以帮助我们了解材料在不同温度下的物理和化学变化。
DSC 测量的主要参数包括：熔点、玻璃化转变温度、结晶温度、热膨胀系数等。
二、DSC热力学参数的测量方法1.升温速率：通常采用线性升温速率，即样品温度与时间的关系。
根据升温速率，可以计算出材料的熔点、玻璃化转变温度等。
2.峰值温度：在升温过程中，当样品温度达到熔点或玻璃化转变温度时，DSC曲线会出现峰值。
通过测量峰值温度，可以确定材料的热力学参数。
3.热量：热量变化是DSC测量的重要依据。
通过测量样品在加热或冷却过程中的热量变化，可以得到材料的热力学参数。
三、DSC热力学参数的应用领域1.材料科学研究：DSC热力学参数在材料科学研究中具有重要意义，可以帮助研究者了解材料的物理和化学性能。
2.产品质量控制：在工业生产中，DSC热力学参数可用于监测产品质量，确保产品符合标准要求。
3.药物研究：DSC热力学参数在药物研究中具有重要意义，可以帮助研究者了解药物的稳定性、相变等性质。
四、DSC热力学参数的实验案例分析以下以聚合物材料的DSC测量为例，分析实验过程：1.样品准备：准备一定质量的聚合物材料，切成均匀的小块。
2.仪器校准：使用标准物质进行仪器校准，确保测量结果的准确性。
3.实验操作：将样品放入DSC测量装置中，按照预设的升温速率进行加热，同时记录温度与时间的变化。
4.数据处理：根据实验数据，绘制DSC曲线，分析热力学参数。
五、提高DSC热力学参数测量的注意事项1.样品准备：确保样品质量均匀、尺寸一致，避免实验误差。
热力学基本状态参数功和热量1-1 工质和热力系一、工质、热机、热源与冷源1、热机（热力发动机）：实现热能转换为机械能的设备。
如:电厂中的汽轮机、燃气轮机和内燃机、航空发动机等。
2、工质:实现热能转换为机械能的媒介物质。
对工质的要求:1）良好的膨胀性; 2）流动性好；3）热力性质稳定,热容量大；4）安全对环境友善；5）价廉，易大量获取。
如电厂中的水蒸汽；制冷中的氨气等。
问题：为什么电厂采用水蒸汽作工质？3、高温热源：不断向工质提供热能的物体（热源）。
如电厂中的炉膛中的高温烟气4、低温热源：不断接收工质排放热的物体（冷源）如凝汽器中的冷却水二、热力系统1、热力系统和外界概念热力系:人为划分的热力学研究对象(简称热力系）。
外界:系统外与之相关的一切其他物质。
边界:分割系统与外界的界面。
在边界上可以判断系统与外界间所传递的能量和质量的形式和数量。
边界可以是实际的、假想的、固定的，或活动的。
注意:热力系的划分，完全取决于分析问题的需要及分析方法的方便。
它可以是一个设备（物体），也可以是多个设备组成的系统。
如：可以取汽轮机内的空间作为一个系统，也可取整个电厂的作为系统。
2、热力系统分类按系统与外界的能量交换情况分1）绝热系统：与外界无热量交换。
2）孤立系统：与外界既无能量（功量、热量）交换，又无质量交换的系统。
注意：实际中，绝对的绝热系和孤立系统是不存在的，但在某些理想情况下可简化为这两种理想模型。
这种科学的抽象给热力学的研究带来很大的方便。
如：在计算电厂中的汽轮机作功时，通常忽略汽缸壁的散热损失，可近似看作绝热系统。
状态及基本状态参数状态参数特点u状态参数仅决定于状态，即对应某确定的状态，就有一组状态参数。
反之，一组确定的状态参数就可以确定一个状态。
状态参数的变化量仅决定于过程的初终状态，而与达到该状态的途径无关。
因此，状态参数的变化量可表示为（以压力p为例）：二、基本状态参数1.表压与真空表压力：当气体的压力高于大气压力时（称为正压），压力表的读数（pg），如锅炉汽包、主蒸汽的压力等。
热分析动力学汇总热分析动力学是指研究物质在升温或降温过程中的热物性变化规律及其与化学反应动力学之间的关系。
它通过测量热量或温度随时间的变化，结合热学或动力学理论，从而揭示了化学反应的机理和动力学参数。
本文将对热分析动力学的概念、基本原理、应用领域及研究方法等方面进行详细阐述。
一、热分析动力学的概念和基本原理热分析动力学的实验方法主要有热量计法、差示扫描量热法（DSC）和热重法（TG）。
其中，热量计法通过测量材料的热量变化，得到热分解反应的热效应曲线，从而确定反应的速率等动力学参数。
差示扫描量热法是比较常用的实验方法，它通过比较样品和参比样品的热量变化，得到样品的热效应曲线，从而确定热分解反应的动力学参数。
热重法是通过测量材料在升温或降温时的质量变化，得到热分解反应的质量曲线，从而探索反应的动力学参数。
二、热分析动力学的应用领域热分析动力学在材料科学、化学工程、药学和环境科学等领域都有重要应用。
在材料科学中，热分析动力学可以用于研究材料的热性质、热稳定性和热分解反应等方面，从而指导材料的合成和加工。
在化学工程中，热分析动力学可以用于优化工艺参数、预测反应过程和评估化学工艺的安全性。
在药学中，热分析动力学可以用于研究药物的热性质和稳定性，从而指导药物的贮存和运输。
在环境科学中，热分析动力学可以用于研究污染物在环境中的分解和转化过程，从而指导环境监测和治理。
三、热分析动力学的研究方法热分析动力学的研究方法包括实验方法和理论方法。
实验方法主要是通过实验测定材料的热效应曲线或质量曲线，从而确定反应的动力学参数。
理论方法主要是通过热学和动力学理论进行模拟和计算，以预测热效应曲线或质量曲线，从而确定反应的动力学参数。
在实验方法方面，热分析动力学主要使用差示扫描量热法和热重法。
差示扫描量热法通过比较样品和参比样品的热量变化，得到样品的热效应曲线，从而确定反应的速率等动力学参数。
热重法通过测量材料在升温或降温时的质量变化，得到热分解反应的质量曲线，从而探索反应的动力学参数。
<keywords>
Executive Summary
Table of Contents
1Introduction (3)
1.1基本参数介绍 (3)
2Activities (4)
2.1Theta-ja (θja) Junction-to-Ambient (4)
2.1.1测量方法 (4)
2.1.2节温计算公式 (6)
2.2Theta-jc (θjc) Junction-to-Case (6)
2.2.1测量方法 (6)
2.2.2节温计算公式 (6)
2.2.3θjc与θja的关系 (7)
2.3Theta-jb (θjb) Junction-to-Board (7)
2.3.1测量方法 (8)
2.3.2节温计算公式 (8)
2.3.3θjc与θja的关系 (8)
2.4Ψ的含义 (9)
2.4.1Ψjb (9)
2.4.2Ψjc (9)
2.5各种封装的散热效果 (9)
2.5.1TI PowerPAD封装的使用注意事项 (10)
3Results (12)
3.1关于θja θjc ΨJB, ΨJT使用问题 (12)
4Discussion (12)
4.1热仿真软件的使用 (12)
5Conclusions (12)
5.1 (12)
6Abbreviations, Definitiones, Glossary (13)
6.1 (13)
7Version (13)
Contents
1 Introduction
1.1 基本参数介绍
一般包括三个参数 θ ja, θjc , θjb ，三种参数所指的散热图示如下。
Ta，Tb，Tc的测试点如下：
Tc: 芯片外壳的温度（其中Tt指芯片顶部，Tp指芯片底部。
于Tc通用）Tb：芯片管脚接触于PCB处温度
Ta: 芯片周围空气温度
Tj: 芯片内部PN节温度，此温度一般＜150℃，否则造成芯片烧毁。
2 Activities
2.1 Theta-ja (θja)Junction-to-Ambient
PN节到空气的热阻。
单位℃ / W。
2.1.1 测量方法
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。
Θja与PCB叠层结构、芯片焊盘大小、高度等均有关系，故因此说明书中的数值（实验室数据）没有太大的参考价值。
但目前只能如此计算。
2.1.2 节温计算公式
T junction= T ambient+ (θ ja* Power )；
T ambient：环境温度
T junction：芯片PN节温度
Power：芯片消耗功率
2.2 Theta-jc (θjc) Junction-to-Case
θJC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。
此参数最是为预估有散热器的器件设计的。
2.2.1 测量方法
2.2.2 节温计算公式
T junction=T case+ ( θjc * Power )
T case：芯片外壳温度
T junction：芯片PN节温度
Power：芯片消耗功率
一般有散热片的情况下计算公式：
T junction=T ambient+ ( (θjc +θcs +θsa ) * Power )
θcs：芯片外壳到散热片的热阻
θsa：散热片到空气的热阻
T ambient：环境温度
T junction：芯片PN节温度
Power：芯片消耗功率
其中θcs的计算公式如下：
2.2.3 θjc与θja的关系
亦可认为存在如下公式
θja =(θjc +θca)
2.3 Theta-jb (θjb) Junction-to-Board
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。
θjb通常的测量位置在电路板上靠近封装处，即1.1节图表所示。
2.3.1 测量方法
2.3.2节温计算公式
T junction=T PCB+ ( θjb * Power )
T PCB：PCB处温度
T junction：芯片PN节温度
Power：芯片消耗功率
2.3.3 θjc与θja的关系
亦可认为存在如下公式
θjb =(θjc +θbb +θba)
2.4Ψ的含义
Ψ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。
2.4.1 Ψjb
ΨJB是结到电路板的热特性参数，单位是°C/W。
热特性参数与热阻是不同的。
与热阻θJB 测量中的直接单通路不同，ΨJB测量的元件功率通量是基于多条热通路的。
由于这些ΨJB 的热通路中包括封装顶部的热对流，因此更加便于用户的应用。
T junction=T PCB+ ( Ψjb* Power )
2.4.2Ψjc
T junction=T case+ ( Ψjc* Power ) (此时不能加散热片)
2.5 各种封装的散热效果
由图可见，BGA封装的散热效果最佳。
2.5.1 TI PowerPAD封装的使用注意事项
PCB Layout 如上。
由上图可见，背贴器件的封装上的过孔，将极大减少热阻，故PCB设计中注意保证器件底部的过孔数量。
3 Results
3.1 关于θja θjc ΨJB, ΨJT使用问题
θja计算仅用于理想的PCB理想的贴装，理想的环境。
θjc只有那种特别大的封装才有意义TO220，同时附加有散热片因为直接传导占据最主要的比例。
ΨJB, ΨJT, 不同的模型：在正确使用的时候，是一个非常好的模型。
目前针对电路的芯片节温估算，由于环境温度为85℃，只能得到环境温度信息，PCB板或者芯片的Case的温度均不能得到，故只能使用θja 进行大致估算。
4 Discussion
4.1 热仿真软件的使用(TBD)
若使用热仿真软件，则可将各种参数输入，而不仅是只使用θja ，将会得到较精确的仿真参数。
5 Conclusions
5.1
6 Abbreviations, Definitiones, Glossary
6.1
7 Version。
