规格书里经常出现的1s0p PCB和2s2p PCB到底是什么意思？

我发现随便打开一颗芯片的数据手册，在Thermal Characteristics章节，经常会看到类似下面这样的描述：Thermal resistance junction-to-ambient：34.8 K/W（2s2p PCB）或者：Measured on 1s0p board according to JEDEC JESD51，很多人看到这里都会直接跳过去，反正热阻就是34.8℃/W。

那这些经常出现的1s0p、2s2p PCB，这玩意到底是什么意思？

热阻后面标注的"1s0p PCB""2s2p PCB"，并不是PCB层数，也不是某种特殊板材，而是JEDEC定义的一种标准测试PCB。如果不了解它的真正含义，就很容易误判芯片的散热能力。今天就来聊一聊为什么规格书一定要注明PCB？很多人第一次接触热阻时，会认为芯片热阻应该和芯片本身有关。

其实并不是，芯片产生的热量，并不会停留在芯片内部，而是不断向外传递。整个散热路径通常如下：芯片结温->封装->PCB铜箔->空气

通过这个路径咱们可以发现，PCB本身就是散热路径的重要组成部分。同样一颗芯片，如果焊接在四层PCB上，大量铺铜，有大量导热过孔，散热能力自然很好。但是如果焊接在两层PCB上，几乎没有铺铜，没有导热过孔，热阻立即增加很多。因此：芯片热阻不仅取决于封装，还取决于PCB。

所以，JEDEC必须规定所有厂家测试热阻时，都使用统一PCB。否则不同厂家，不同PCB，热阻根本无法比较。什么是JEDEC标准PCB？JEDEC是国际半导体标准组织，为了统一芯片热阻测试条件，JEDEC制定了JESD51系列标准。规定了PCB尺寸，铜厚，层数，铺铜面积，导热过孔，全部保持一致，这样不同厂家测出来的数据才具有可比性。

因此，规格书里面出现According to JESD51意思就是热阻是在JEDEC标准PCB上测出来的，并不是你的产品PCB。什么叫1s0p PCB？很多人第一次看到1s0p,都会以为是一层Signal，零层Power，其实这里：S代表Signal Layer（信号层）。P代表Plane Layer（完整铜平面层）。因此1s0p表示1层信号铜层+0层完整铜平面，从JEDEC标准PCB来看其实就是一块普通单面PCB，整个PCB只有顶部一层铜，没有任何内层，也没有大面积电源层，例如下图所示：

PCB厚度1.6mm，顶部铜厚70μm，除此之外，全部都是FR4。因此它的散热能力非常有限，很多小封装器件例如SOT23，SOIC都会采用1s0p作为标准测试板，这样测出来的热阻通常比较高。

什么叫2s2p PCB？

相比1s0p，2s2p更加常见，尤其是QFN，DFN，LQFP，BGA，基本都会采用2s2p。

那么2s2p到底是什么意思？

其实就是：2层Signal Layer+2层Plane Layer，也就是说四层PCB。

但是这里需要特别注意，很多工程师理解成普通四层板，其实也不准确，JEDEC规定的Plane Layer并不是普通走线层。而是完整的大面积铜平面，通常一层GND Plane，一层Power Plane这样，芯片产生的热量可以快速扩散到整个铜层，因此散热能力远高于1s0p。

从JEDEC标准结构可以看到，四层PCB分别为：

同时芯片裸露焊盘下面。还布置了大量Thermal Via，把热量直接导入内层铜，因此很多QFN封装真正的散热路径其实就是：Die->Exposed Pad->Thermal Via->Inner Copper Plane->PCB->空气，而不是封装顶部。很多规格书都会注明Simulated on 2s2p board，意思就是34.8℃/W是在JEDEC标准四层板上得到的，不是你的产品PCB。

为什么实际产品的温升总和规格书不同？

这是很多新人最困惑的问题，例如芯片功耗1W，规格书RθJA是35℃/W。理论温升是35℃。

但是实际产品却测出60℃甚至80℃？是不是芯片有问题？

通常不是！最大的原因就是你的PCB不是JEDEC PCB，例如：规格书采用的是四层板，内层全部铺铜，大量导热过孔。而你的产品是两层板，没有铺铜，没有过孔，芯片下面甚至还是开窗。那么热阻自然增加很多。因此。规格书中的RθJA更多的是不同芯片之间进行比较。而不是产品最终温升。真正产品温升仍然需要PCB热仿真或者实际测试。

那热设计时应该怎么看这些参数？对于普通硬件工程师来说，可以记住下面几个原则：

第一，不要把RθJA当成固定值，它只是JEDEC标准PCB下的结果，换一块PCB，数值就可能完全不同。

第二，真正决定散热的是PCB，尤其是QFN，DFN，PowerSO，裸露焊盘下面一定要铺铜，一定要打导热过孔，否则规格书中的热阻根本达不到。

第三，看热阻时一定要看测试条件。例如规格书通常会注明1s0p，2s2p，自然对流，环境温度，功耗这些条件，缺一不可，否则不同芯片之间没有任何可比性。很多工程师第一次接触芯片热阻参数时，只关注RθJA、RθJC的数值，却忽略了规格书后面标注的1s0p PCB、2s2p PCB等测试条件。

事实上，这些并不是PCB设计建议，而是JEDEC为了统一热性能测试而制定的标准测试板。理解了这一点，你就会明白规格书中的热阻参数，更像是不同芯片之间的同一起跑线对比，而不是产品最终能够达到的散热效果。

真正影响芯片温升的，除了封装本身，更重要的是PCB层数、铜箔面积、导热过孔以及整体布局。如果在实际设计中照搬规格书里的RθJA来估算温升，而忽略了PCB结构差异，最终得到的结果很可能与实测值相差几十摄氏度。