那么这种所谓的标准模型又是什么样子的呢?
JEDEC的Rja模型(JESD51-2a):将待测芯片安装在测试板上,然后将测试板安装在一个反放的"T"型支架上,最后将其完全包裹在一个边长为305mm的正方体的盒子中,而"T"型支架与外壳,均使用热导率低的材料制成(<0.5W/m*k),
初看到这里的时候,我也有一个疑问,把待测模型完全包裹在一个导热率极低的一个密闭的纸箱子里,的确降低了外界环境变化对测试结果的影响,但最终的测试温度岂不会因为这个密闭的绝热腔体导致温度升的很高吗?
为此我们单独对这个模型进行一个简易的热分析。
假设外部外部是一个稳定的理想环境,待测模型放置在一个完全开放的环境中测试时,其测试模型如下:
而JEDEC的测试模型增加了一个绝热外壳,其测试模型如下:
相比之下,JEDEC测试模型比理想测试条件增加了壳内空气热阻以及外壳热阻,其热流由PCB板表面至环境传递过程如下:
因此,相比理想环境下的热传递,JEDEC多了外壳内、外壁的热对流以及外壳内部的热传导,空气对流换热系数为5~25W/(m²*K),我们这里取下限5W/(m²*K),外壳热阻要求为<0.5W/(m*k),这里我们取常用的0.2W/(m*k),计算结果如下:
因此增加的总热阻R总=2*R对流+R传导=0.75K/W,也就是稳态下传递1W的热量,壳内空气温度仅仅增加0.75℃,因此不必担心密闭的腔体会给模型带来过高的温升。
并且由此可见,在仿真过程中,外壳壁面的换热系数设置5还是25,外壳材料的导热系数是选择0.1还是0.5,对其结果影响均不大。
而当产品最终应用时所使用的PCB板叠层、厚度设置与JEDEC测试板接近,且应用于一个开放的环境中,仅靠PCB板与环境进行热交换的话,实际应用时的热表现则可直接参考JEDEC Rja结果。