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211、985硕士，从业16年+
从事结构设计、热设计、售前、产品设计、项目管理等工作，涉足消费电子、新能源、医疗设备、制药信息化、核工业等领域。
熟练运用Flotherm、FloEFD、XT、Icepak、Fluent等ANSYS、西门子系列CAE软件，解决问题与验证方案设计，十多年技术培训经验。
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本期给大家带来的是关于芯片热仿真中的双热阻模型与仿真后热阻校验技术研究内容，希望对大家有帮助。
一般芯片相关的热阻参数，包含Rjb、Rjc、Rja、甚至还有Rcs等，下面我们一一讲解其含义。
Rjc：结壳热阻意义为结到外壳的热阻(junction to case)，表征热量从结传导到外壳的热阻。
一般金属封装的Rjc在1以下，而塑料或陶瓷封装的Rjc则较大。同时，一般金属封装的芯片功耗较高，Rjc为主要导热路径，而塑封的芯片功耗则较低。单位℃/W。
其公式如下，
Rjc=（Tj-Tc）/P
Rjb：结板热阻意义为结到该芯片贴合的下方单板的热阻(junction to board)。Flotherm和Ansys lcepak中的芯片双热阻模型指的就是Rjc和Rjb。
其公式如下，
Rjb=（Tj-Tb）/P
为了描述芯片热特性，从而设置了Rjc和Rjb的简化参数。
发热元器件实际的传热路径可能还有侧边，所以在实际做项目时，可以在各个方向上都测试其热阻，用星形网络来更准确地推算芯片内部温度分布。
双热阻模型
Rja：从上述几个定义可以看出，热阻表示热量P从A点传递到B点造成的温差。因此可以用结到环境的热阻来描述芯片的散热风险，即Rja(iunction to ambient)。
其公式如下，
Rja=（Tj-Ta）/P
显然，Rja不仅包含了芯片内部的导热过程，还涉及了芯片外部的对流换热和辐射换热，因此通常必须给出是在什么条件下测得的Rja，否则参考使用价值有限。
Rcs：芯片外壳到散热器底板(case to sink)的热阻，一般又称为接触热阻（即contact resistance)。
实际工作中常用热界面材料(TIM)来尽量降低或消除接触热阻。根据具体应用场合的实际情况，可以采用不同类型的热界面材料。
基本步骤：
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双热阻建模
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仿真分析、结果计算
下面附录双热阻构建IC模型的结果、仿真结果数据以及计算核对过程，如果对该过程有疑问，可关注我们公众号、视频号、B站：莱歌数字，下次直播的时候讲解。
双热阻建模
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FloEFD 2020版本
在FloEFD软件中构建双热阻模型，分别选择case的顶面，以及IC本体，如上图所示，
然后选择对应的双热阻，可在热阻库中选择，或新建参数，如上图所示。
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Flotherm版本
在flotherm中构建IC双热阻模型，可以在EDA功能模块中导入ODB文件时设置，也可以在flotherm项目树中设置，如上图所示。
不同软件核算结果
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FloEFD 2020版本
FloEFD计算的结果是结到板的热量11.92W，结到壳的热量为0.58W。
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Flotherm2021.1版本
FloEFD计算的结果是结到板的热量11.52W，结到壳的热量为0.9783W。
通过两组结果对比，以结到板的热量为例，其偏差在3%左右，可以接受。
然后，通过计算得出Rjc≈0.3，Rjb≈2，与供应商给的双热阻接近。
