【技术】关于绝缘垫片的热阻注意点

时间： 2023-02-18 来源：ROHM

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对于TO（Transistor Outlines）封装等，在背面有用于散热的裸漏金属焊盘（散热焊盘）的封装形式，当将这种非绝缘型的封装安装在散热片上时，会经由封装的金属焊盘对散热片施加高压，因此需要使用绝缘垫片进行隔离。在进行热估算时，如果绝缘垫片的热阻取值不恰当，会无法得到正确的热估算结果，因此本中ROHM与大家分享关于绝缘垫片的热阻的注意点。

图1是TO封装之一的TO-247封装的外观图。在背面有用于散热的裸漏金属焊盘，如果是 MOSFET 产品，该焊盘和封装内部的芯片（半导体芯片）的漏极存在电气连接，因此在电路应用中会存在高压。当将此封装安装在散热片上时，如图2所示，需要在封装和散热片之间插入绝缘型的散热垫片。

在散热片和TO封装之间，通常会使用螺丝或者夹片等固定件进行加压使两者牢固接触。加压时的压力会造成绝缘垫片产生压缩并使其热阻发生变化。热阻发生变化的原因，包括压力所导致的接触热阻变化等。

获取绝缘垫片的热阻

在查看绝缘垫片的产品目录和官网的公开规格时，会发现不同厂家的描述不一样，有的厂家的产品规格里包含了接触热阻、有的没有包含接触热阻，也有的将压力作为参数进行了记载等。即便是对于包含了接触热阻的规格值，也需要考虑接触热阻随垫片两端的接触材质和表面粗糙度所产生的变化。

有的产品在规格里只记载了导热系数。导热系数是物质固有的参数，用来表示物质内部发生热转移的难易程度，与产品的厚度无关，同时因为无法判断接触热阻，有可能造成热估算偏小。

因此，需要从垫片厂商获取与实际使用的压力值所匹配的热阻数据来进行热估算。图3是低硬度的绝缘垫片、图4是高硬度的绝缘垫片的示例。低硬度的绝缘垫片会在施加压力时变薄，因此垫片自身的热阻会变低。高硬度的绝缘垫片在施加压力时厚度几乎不变，但是热阻也会变低，这是因为当施加压力时，接触热阻会变低。对于高硬度的绝缘垫片，接触热阻会在垫片两端的接触材质和表面粗糙度变化时可能变大，因此更容易受到压力的影响。

低硬度的散热硅胶垫片 TC-CAS-10系列

高硬度的散热绝缘硅胶加工品 TC-TAG-3系列

接下来讨论一下当考虑接触热阻和不考虑接触热阻时，结温估算的差别。此处给出的是按照图 2 模型进行仿真的结果。仿真条件为器件功耗PC=30W，环境温度TA=65℃。

当不考虑接触热阻时的热估算：

θJA按照1.5℃/W计算。

TJ=θJA×PC+TA=1.5℃/W×30W+65℃=110℃

当考虑接触热阻时的热估算：

加上接触热阻后，θJA按照3℃/W计算。

TJ=θJA×PC+TA=3℃/W×30W+65℃=110℃

从本例可以看出，当不考虑接触热阻时，热估算结果是芯片结在规格范围以内没有使用问题，但是当实际加上接触热阻后，热估算结果是芯片结温会超过最大额定值。

综上所述，对于功耗较大的应用，如果不考虑接触热阻会得到错误的热估算结果，需要加以注意。

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ROHM（罗姆）音频/视频IC选型指南（中文）

目录- 音频放大器音频电源音频处理器音频转换器视频放大器图像校正图像LSI

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2023/2/22 - ROHM - 选型指南代理服务技术支持批量订货

【选型】ROHM（罗姆）工业设备用产品选型指南（中文）

目录- 工业自动化产品框图能源框图基础设施框图推荐产品 IC产品电源管理传感器/MEMS 无线通信用LSI 存储器放大器/比较器电压检测器(复位IC)数据转换器/显示驱动器微控制器分立式元器件/模块产品功率元器件分立式元器件无源元器件（电阻器） LED/LED显示器无线通信模块型号索引

型号- BD7673AG,SMLEN3BC8T,BA4560RFVM,RBQ20NS65A,RFN20NS6S,BM2LB300FJ-C,BA4560RFVT,RASMID,BD7602GUL,RFUH20NS3S,BD82001FVJ-LB,SMF26V,MD56V72161C-XXTAP,RB058LAM150,SDR,BD50FA1MG-M,BD9109FVM-LB,RB088LAM-60,RB238NS150,SML-D12Y8W,BR25H128,SML-P11DT,VS17VUA1LAM,GMR50/5025,RFUH20NS4S,RGTH40TK65,STM 431J,SCT2280KE,BA82904YFVM-C,CSL1301R2T,ECO 200,BA2902YF-LB,BA4560YFV-M,RB298T100,BD46EXX1G-M,SMF24V,BU7250G,SML-D12U1W,BD71L4LG-1,BR25H160,SFR,BR25A512,RGCL80TK60,RGPR20BM36HR,BD12732FVM,BD12732FVJ,PTM 330,BU7251SG,BA2901YFV-M,BU21181FS,BU7251G,BD87A34FVM,BU7462FVM,BD12732FVT,BD52XXG-2C,LM2903F,RBR30NS30A,BU7291G,MD56V62161M-XXTAL42X,GSSSMR320,LM339F,MD56V72161C-XXTAL42X,BA2901YFV-C,BR93AXX-WM,BA2902SF,SMF22V,SML-D12Y3W,ML610400,BD2066FJ-LB,SCT2160KE,BAXXDD0T,SCM-013RT,LM2904F,BAXXDD0W,BU9829GUL-W,PTM 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2019年03月 - ROHM - 选型指南 - Ver.2.0 代理服务技术支持批量订货

ROHM-电阻器选型表

抗浪涌贴片电阻器(ESR):专为吸收电路中的浪涌电流设计，提供从1Ω至10MΩ的电阻值范围，适合用于保护电子设备免受电压突波的损害。大功率分流电阻器/低阻值金属板(GMR):适用于需要高功率处理能力的电路，具有较低的电阻值，有助于减少电路中的功率损耗。耐高压贴片电阻器(KTR):设计用于承受较高电压环境，具有较高的耐压性能，确保在高压应用中的可靠性。宽端子和厚膜大功率并联电阻器(LTR系列):拥有良好的散热性能，适合高功率应用，通过并联结构提高电流承载能力。电流检测用低阻值贴片电阻器/长边电极型(PML):专为电流检测设计，低阻值有助于提高检测精度，长边电极型结构有助于提高电流流通效率。电流检测用超低阻值贴片电阻器(PMR):提供超低阻值选项，适合对电流检测精度要求极高的应用，有助于最小化检测过程中的功率损耗。大功率分流电阻器/超低阻值金属板(PSR):适用于大电流电路，超低阻值有助于减少功率损耗，同时保持高功率处理能力。高抗浪涌贴片电阻器(SDR):相比ESR系列，提供更高的抗浪涌性能，适合用于对浪涌保护要求更高的场合。抗硫化贴片电阻器(SFR):采用先进的内部结构，提供优秀的硫化性能，适合在硫化环境下使用，保证电阻器的长期稳定性。电流检测用低阻值贴片电阻器(UCR):背面贴装结构有助于减少阻值偏差，适用于需要精确电流检测的应用。这些贴片电阻器的共同特点是它们都具备特定的设计和材料选择，以满足不同电子应用的需求，如抗浪涌保护、高功率分流、电流检测和耐高压等。通过精确的尺寸控制和额定功率，它们能够为电子设备提供必要的稳定性和安全性。

Temperature Coefficient

Operating Temperature

Package / Case

Supplier Device Package

Ratings

Size / Dimension

Height - Seated (Max)

Number of Terminations

ESR03EZPJ102

Anti-surge Chip Resistors

Automotive AEC-Q200, Pulse Withstanding

0.063" L x 0.031" W (1.60mm x 0.80mm)

0.022" (0.55mm)

选型表 - ROHM 立即选型

ROHM停产及即将停产料号表

描述- ROHM公司发布停产及即将停产料号表，涉及多种物料编码，包括即将停产和已停产状态。表格详细列出了物料编码和对应的状态，为供应链管理提供参考。

型号- RBR2LAM30ATFTR,BR93G76-3B,RBR15BM30AFHTL,R6520KNZC8,VDZT2R20B,BD7F200HFN-LBTR,R6576ENZ1C9,SCS220KE2HRC,R6035ENZ1C9,DAP222MT2L,SCS230KE2HRC11,BP5045A5,RBS1LAM40ATR,RBR10NS30ATL,BR24G512-3A,SCS210AGCZ,RBQ15BM65AFHTL,BM6244FS-E2,RBR20BM40AFHTL,RBR5L30ADDTE25,RBR3L40CDDTE25,SCT2080KEHRC11,RBR2MM30ATFTR,LA-301VL,VDZFHT2R13B,VDZT2R5.1B,R6030ENZ1C9,RBR5LAM40ATFTR,BR93L86-W,RBR40NS30AFHTL,RBE07V20ATE-17,LA-301VB,SH8K10SGZETB,DAP222MFHT2L,BR93G76-3A,BA3308F-E2,BD8316GWL-E2,BM2P163W-Z,BD2052AFJ-E2,VDZT2R30B,RBR40NS30ATL,VDZFHT2R36B,VDZT2R4.3B,BM6240FS-E2,VDZFHT2R24B,VDZT2R3.6B,SML-D13FWT86,RBR3LAM40ATFTR,BP5222A,BA78M18CP-E2,RBQ30T45AHZC9,RB521S-30TE61,RBE1KA20ATR,BR24G32-3A,BR24T02-W,BR24G64QUZ-3ATR,RBE05SM20AT2R,SCT2120AFCU,BU21028FV-ME2,RBQ20NS65AFHTL,RBR3LAM40CTR,RBQ20BM65ATL,BP5039A,RBR3MM30ATR,SCS240AE2GC11,BP5221A,SCT2450KEC,RBR20NS30AFHTL,R6035KNZC8,SCT2280KEC,RBR1VWM60ATR,RBQ20T65AHZC9,RBQ30T65AHZC9,RBR20T40ANZC9,BR93G66-3B,BR93G66-3A,BA12004BF-E2,VDZT2R5.6B,RBR3LAM60ATR,BP5728,RBQ10NS45ATL,RBR3LAM60BTFTR,BR24T01-W,RBR3MM40BTR,RBS1MM40ATR,BM6248FS-E2,VDZFHT2R33B,VDZT2R6.2B,BA7810CP-E2,RBE05VM20ATE-17,RBR30NS40AFHTL,RBR2MM30ATR,R6524KNZC8,LM4559F-GE2,SCS210KE2GC11,RB520AS-40T2R,RBR40NS60AFHTL,SCS240KE2GC11,BR24G32-3,BR24T128-W,BP5048-15,R6015KNZC8,RBR15BM30ATL,R6515KNZC8,R6020ENZ1C9,RBQ15BM45ATL,RB520G-40FHT2R,VDZT2R4.7B,BU4094BC,RBR30T60AHZC9,BM6247FS-E2,BSS64T116,RBR3LAM60BTR,RGTV00TK65DGC11,RBQ10BM65AFHTL,SCS230AE2CZ,BR24G64-3A,BM92A35MWV-ZE2,RBE05AS20AT2R,RBR3MM40ATR,RBR3L60ADDTE25,BU90RT102-E2,DA221MFHT2L,BU4069UB,RBR3LAM40BTFTR,RBR20T30AHZC9,RB886GT2R,RBR1L40ADDTE25,BP5048-24,SCS220AECZ,R6020KNZ1C9,VDZT2R3.9B,SCS240AE2CZ,1SS390FHTE61,BU64980AGWZ-TR,RBR5LAM60ATFTR,RBR20BM60ATL,BR24G08-3A,BD90C0AFP2-CE2,RBR3LAM30BTR,RBS5LAM40ATR,RBR1MM30ATFTR,BM92T50MWV-ZE2,RBS3LAM40CTR,SCS220KE2CZ,SCS240AE2HRC11,RBR3L60BDDTE25,VDZFHT2R9.1B,R6524ENZC8,SCS230KE2GC11,RBQ30TB45BNZC9,RBQ30NS100AFHTL,RBR30T30ANZC9,RBR15BM60AFHTL,R6047MNZC8,RBR10T30AHZC9,1SS400TE61,BR93G56-3B,BR93G56-3A,RBR5LAM30BTFTR,KA2003-BE51A,BP5063-5,RBR5L40ADDTE25,SCS212AGCZ,BR25G256-3,SCS240KE2HRC11,RBR3L40ADDTE25,RSB6.8GFHT2R,RBR2VWM40ATFTR,RBR20BM30ATL,R6020KNZC8,R6535KNZC8,RBR20T60ANZC9,BM2P01B-Z,BP5038A1,BM6226FS-E2,BM28723AMUV-DE2,RN262GT2R,RB520ZS8A30TE61,RBR3MM40ATFTR,R6047MNZ1C9,RBR2MM40ATR,RBR15BM40ATL,RBR3LAM30ATR,RBR2L40ADDTE25,VDZFHT2R6.8B,BM6224FS-E2,BD6517F-E2,RBQ20T45ANZC9,BR93G46-3,BD37215MUV-E2,SCT2120AFC,RBR3MM30ATFTR,BR24T32-W,RBR20NS40AFHTL,BP5039-15,BR24G1M-3A,RBR3MM60BTFTR,BA78M07FP-E2,RBR2L60BDDTE25,RBR10BM60AFHTL,BD3811K1,RBR3LAM40CTFTR,RBR1L60ADDTE25,BR24G04-3,BD8668GW-E2,BSS4130T116,RBR30NS60AFHTL,BM2P01A-Z,RBR2MM30BTR,SCS230KE2CZ,RN142ZS12ATE61,BU9795BGUW-ZE2,RN142GT2R,BM92A70MWV-ZE2,BR24G16-3,BR24G04-3A,BP5053-12,RBR3L40BDDTE25,BM6249FS-E2,RBR10NS40ATL,SCT2080KEC,RBQ20BM45ATL,BD80C0AWFP2-CE2,VMZ6.8NT2L,RBR20NS60AFHTL,RBQ15BM100AFHTL,BU4051BC,RN141GT2R,BH7881EFV-E2,R6030KNZC8,RBR3MM60BTR,BR24G256-3A,RBR2LAM60BTR,BD37210MUV-E2,RBR20BM40ATL,R6024ENZ1C9,RBR10NS30AFHTL,R6020JNZC8,SCS210KE2CZ,RBS3MM40ATR,BR24G01-3,RBR20BM30AFHTL,RBR3LAM40BTR,BP5324A,BR93G56-3,SML013WBDW1,RBR10T40AHZC9,RBR10NS60AFHTL,RBR10BM60ATL,SML-D12FWT86,R6076ENZ1C9,RBR2MM40CTR,RBR20BM60AFHTL,BM2P11A-Z,BM81028AMWV-ZE2,VDZFHT2R16B,BR24G16-3A,RBR3MM60ATFTR,BU4551B,BD80C0AFP2-CE2,RBR20NS30ATL,RBQ10BM65ATL,BM92A31MWV-ZE2,RB521ZS8A30TE61,BU4052BC,SCS210KGCZ,RBR3MM60ATR,RBR2LAM60ATR,RBQ20NS45ATL,BD3021HFP-TR,RN141STE61,RBQ30T100ANZC9,RBS3MM40BTR,BD8317GWL-E2,SCH2080KECZ,RBR10T60AHZC9,RBQ10T65AHZC9,BD00C0AWFP2-CE2,RBQ15BM65ATL,R6547KNZ1C9,BR24G02-3,BD91411GW-E2,RBR10BM30AFHTL,RBQ10NS65ATL,RBR3LAM40ATR,BD3020HFP-TR,RBR1MM30ATR,R6524ENZ1C9,RBR10NS40AFHTL,RBR2MM40BTR,RBR1VWM30ATFTR,BR24G256-3,RBQ30T45ANZC9,RBR30T60ANZC9,RBQ30NS45ATL,R6024ENZC8,BP5122,VDZFHT2R6.2B,R6030JNZC8,DAN222MT2L,SCS205KGCZ,BR24G128-3A,RB520G-30FHT2R,BR93G66-3,BD26503GUL-E2,BM6213FS-E2,SH2002-DC90A,R6024KNZ1C9,R6530ENZ1C9,BD7F100HFN-LBTR,RBQ20T65ANZC9,RBR20T30ANZC9,RBQ10T45AHZC9,VDZFHT2R5.6B,SLA-360MT3FXG,RBR1MM60ATFTR,RB751G-40FHT2R,R6025JNZC8,RBR2LAM40ATR,BA3308FV-E2,RBR10BM40AFHTL,BP5047B15,RBR2MM60CTFTR,KD2004-DEFW00A,BR24G02-3A,BR24T64-W,RBQ20NS65ATL,BP5055-12,KMX62-1031-FR,RBR3LAM30ATFTR,BM533Q11-Z,R6524KNX1C10,BM6246FS-E2,SCS220KE2GC11,BU4030B,BP5067-12,RZ2L18CGNC11,RBS2LAM40CTR,RBR20NS40ATL,BP5067-15,RBR2MM40ATFTR,FDZT27R6.2,SCS240KE2CZ,BR24G08-3,SCS215AECZ,BP5720-5,RBR10BM40ATL,R6520KNX1C10,FDZT27R6.8,R6530KNZC8,RBR2MM60ATR,BD2045AFJ-E2,R6047ENZ1C9,1SS400GT2R,RBR1LAM60ATR,BR93G46-3B,BR93G46-3A,RBR15BM60ATL,RBS2MM40ATR,BU4066BC,BD8665GW-E2,RBR5LAM40ATR,RBQ10NS45AFHTL,RB520G-40T2R,BR24G16QUZ-3TR,BR93G76-3,RBR5LAM30ATFTR,RBQ10NS100ATL,RBR10NS60ATL,BA12003BF-E2,RX1G08CGNC10,RBR1MM40ATR,BA6247FP-YE2,RB521AS-40T2R,RBR2LAM30ATR,RBR5L30BDDTE25,BD90C0AWFP2-CE2,SCS220AE2CZ,RBR3MM40BTFTR,BSS63HZGT116,BA78M07CP-E2,SCT2160KEC,BH7884EFV-E2,RBR2L30ADDTE25,BP5048,BD33C0AFP2-CE2,RBS3LAM40ATR,RBR1VWM30ATR,RBQ10NS65AFHTL,RBR30NS30ATL,RBR40NS40AFHTL,VDZFHT2R5.1B,BP5033-12,RBR2MM60BTR,SCH2080KEC,RBS2MM40BTR,RBR

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