结到环境热阻 RθJA 是最常报告的热指标，也是最常被误用的指标。 RθJA 是对安装在特定测试试样上的 IC 封装的热性能的测量。 RθJA 的目的是提供一个指标，通过该指标可以比较封装的相对热性能。 当两家公司都使用标准化测试来测量 RθJA 时确实如此，例如 JEDEC 在 EIA/JESD51-x 系列文档中指定的测试。 然而，有时不遵守 JEDEC 条件，也没有记录偏离标准的情况。 这些测试变化会对 RθJA 的测量值产生巨大影响。 因此，除非用 RθJA 值报告测试条件，否则它们不被认可。
RθJA 的测量使用以下步骤进行（总结自 EIA/JESD51-1、-2、-5、-6、-7 和 -9）：
步骤 1. 一个设备，通常是一个集成电路 (IC) 封装，包含一个热测试芯片，既可以耗散功率又可以测量最大芯片温度，安装在测试板上。
步骤 2. 校准测试芯片的感温元件。
步骤 3. 封装和测试板系统放置在静止空气 (RθJA) 或流动空气 (RθJMA) 环境中。
步骤 4. 已知功率在测试芯片中耗散。
步骤 5. 达到稳态后，测量结温。
步骤 6. 计算测得的环境温度与测得的结温之间的差异，然后除以耗散功率，得出 RθJA 的值，单位为 °C/W。
一、如何使用
系统设计人员经常使用 RθJA 来估计其设备在其系统中使用时的结温。 通常假设用于从 RθJA 计算结温的公式是：
这是 RθJA 热参数的误用，因为 RθJA 不仅是封装的可变函数，而且是许多其他系统级特性的可变函数，例如安装部件的印刷电路板 (PCB) 的设计和布局。 实际上，测试板是一个焊接在器件引线上的散热器。 改变测试板的设计或配置会改变散热器的效率，从而改变测得的 RθJA。 事实上，在静止空气 JEDEC 定义的 RθJA 测量中，芯片产生的几乎 70%–95% 的功率是从测试板耗散的，而不是从封装表面耗散的。 由于系统板很少接近用于确定 RθJA 的测试试样，因此使用公式应用 RθJA 会导致极其错误的值。
表 1 列出了当所有材料保持不变时，可能影响给定封装外形的 RθJA 的因素。 第一列列出了因素，而第二列给出了关于该因素影响的经验法则估计。
表 1. 给定封装外形的影响 RθJA 的因素
鉴于 RθJA 不是封装本身的特性，而是封装、PCB 和其他环境因素的特性，因此最好将其用作不同公司之间封装热性能的比较。 例如，如果ST报告封装的 RθJA 为 40°C/W，而其他同类的值为 45°C/W，则 ST部件在应用中的运行温度可能比竞争对手的部件低 10%。
二、测试影响
JEDEC 已经建立了一套用于测量和报告 IC 封装热性能的标准。 这些标准属于 EIA/JESD51 保护伞。 EIAJ/Semi 也有一套与 JEDEC 版本大不相同的热标准。 RθJA 不是常数； 因此，在尝试比较之前确定用于计算或测量 RθJA 的标准至关重要。
在 JEDEC 规范中，允许使用两种测试板类型。 1s（单信号层）配置为中等填充的多平面系统级 PCB 应用提供了典型的使用值。 2s2p（双信号层，双掩埋电源平面）配置提供了最佳情况下的性能估计，假设人口稀少、具有掩埋电源和接地平面的高走线密度板设计。 图 1 显示了针对 17 种不同封装类型的这两个板的建模 RθJA 差异。 请注意，这些模型的所有材料和封装几何形状都保持不变。
图 1. 各种封装的 1s 与 2s2p PCB
如图所示，作为 1s 与 2s2p 测试卡结构的函数，可以预期多达 50% 的 RθJA 变化。
三、芯片尺寸影响
本主题涉及封装内的布局，无论是传统的引线框架封装、小焊盘 (S-pad) 封装、片上引线 (LOC) 还是球栅阵列 (BGA) 封装。 更普通的几何配置也会对封装热性能产生重大影响。 这些可能包括如图 3 所示的封装中引线尖端和芯片焊盘之间的距离，甚至是焊盘和引线指之间的下陷。 后者是薄封装中特别重要的热标准。 在 BGA 中，内插器走线配置的设计对于将热量从管芯传播到封装焊球并传导到 PCB 中很重要。
图 3. RθJA 与引脚到焊盘距离的关系
四、环境温度
环境温度对对流传热和辐射传热有很大影响。 由于热辐射随温度的 4 次方 (T4) 变化，因此随着温度升高，辐射传热显着增强。 相反，对流传热会随着温度的升高而受到影响，因为在较高温度下空气密度较小。 一般来说，辐射的影响远高于自由对流的影响。 TI 热实验室的实验表明，在 0°C 至 100°C 的环境温度之间测量时，RθJA 提高了约 10% 至 20%； 也就是说，100°C 环境下的 RθJA 比 0°C 环境下的 RθJA 低约 20%。
五、功耗
器件的表面温度会导致封装的对流和辐射能量损失。封装表面变得越热，对环境的对流和辐射热损失就越有效。 因此，RθJA 随着封装功耗的增加而降低。 对于导致表面温度升高最小的极低功耗，有时发现 RθJA 比额定封装功率水平高 2×–3 倍。
六、RθJA 影响
Theta-ja (RθJA) 是一个系统级参数，它强烈依赖于前面部分中描述的系统参数； 因此，有时定义 RθJA（有效）是有用的，它只是在感兴趣的系统中运行的设备的 RθJA。 如果可以通过系统中的热建模或测量来估算 RθJA(effective)，则可以使用公式 1 来计算结温，假设系统上周围组件的功率不变。 等式 1 变为：
