IC的熱相關參數: 各項溫度規格

閱讀時間約 2 分鐘
對IC來說,熱是可能致命的,也因此對於溫度有著許多規格,但是也因此有著許多誤解。以下稍微說明關於各項溫度的定義;
Junction Temperature: IC內部的最高溫度(基本上就是晶片發熱的位置)
Ambient Air Temperature: 環境溫度,但是其實在不同協會中定義略有不同,
-NEBS: 進系統前的空氣溫度
-AEC: 靠近Device的空氣溫度
-JEDEC: 靠近PCB的空氣溫度
根據定義,不同人指的環境溫度其實可以差到很大,但是其實最終目的都還是為了junction temeperature。(這裡有一點微妙,不同對象的Ambient是不一樣的,像是對系統來說環境溫度應該是進氣口,但是對晶片則是最靠近它的上風處)
一般來說工業用產品會定義在-40C~85C,商用則是0C~70C,車用-40C~105+C,軍規-40C~150C
Case Temperature: IC上表面的中心溫度,一個間接的Junction Temperature定義方式,相當於在該晶片溫度下,封裝表面所測量到的溫度
Absolute Maximum Junction Temperature: 指超過這個溫度會直接對IC造成傷害,或是失效,簡單來說就是燒壞掉。(掛了,永久的掛了)
(Absolute) Maximum Operating Temperature: 確保IC運作正常的工作溫度,超過他可能會造成電氣特性的改變,簡單來說就是可能熱當。(但還沒到不可回復性的物理性破壞)
Recommended Operating Temperature: 保證IC可靠性的設計溫度,晶片溫度在這個標準下運作,可以保證在壽命內工作正常,超過不會馬上不能用,但是會縮短壽命,簡單來說就是原廠保證的工作溫度,一般都是以這個為設計標準。
由於廠商提供的Datasheet資料通常都相當多而且雜,然後未必有清楚的定義,這三篇算是一個簡單的介紹,讓大家能更清楚的參考,更方便來查詢。以下附上參考資料,有興趣的話裡面有更深入的說明。
Reference:
  1. Texas Instruments, AN-2020 Thermal Design by Insight, Not Hindsight
  2. Texas Instruments, Semiconductor and IC Package Thermal Metrics
  3. JESD51-2A
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