熱阻測試系統(tǒng)

熱阻測試儀

T3Ster

產(chǎn)品概述

天光測控T3Ster熱阻測試系統(tǒng) 是Mentor Graphics公司研發(fā)制造的*的熱瞬態(tài)測試儀，用于測試IC、LED、散熱器、熱管等電子器件的熱特性。T3Ster基于JEDEC JESD51-1標(biāo)準(zhǔn)*的靜態(tài)測試方法，通過改變電子器件的輸入功率，使得器件產(chǎn)生溫度變化，在變化過程中，T3Ster測試出芯片的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線，僅在幾分鐘之內(nèi)即可分析得到關(guān)于該電子器件的全面的熱特性。配合專為LED產(chǎn)業(yè)開發(fā)的選配件TERALED可以實現(xiàn)LED器件和組件的光熱一體化測量。

產(chǎn)品特點
●T3Ster 符合JEDEC JESD51-1和MIL-STD-750E標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)。
●   T3Ster兼具JESD51-1定義的靜態(tài)測試法（Static Mode）與動態(tài)測試法（Dynamic Mode），能夠?qū)崟r采集器件瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線（包括升溫曲線與降溫曲線），其采樣率高達1微秒，測試延遲時間高達1微秒，結(jié)溫分辨率高達0.01℃。
●  天光測控?zé)嶙铚y試儀 T3Ster既能測試穩(wěn)態(tài)熱阻，也能測試瞬態(tài)熱阻抗。
●  天光測控?zé)嶙铚y試儀 T3Ster的研發(fā)者MicRed制定了第**個用于測試LED的標(biāo)準(zhǔn)JESD51-51，以及LED光熱一體化的測試標(biāo)準(zhǔn)JESD51-52。T3Ster和TeraLED是目前滿足此標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的光熱一體化測試要求的。
●  天光測控?zé)嶙铚y試儀 T3Ster*的Structure Function(結(jié)構(gòu)函數(shù))分析法，能夠分析器件熱傳導(dǎo)路徑上每層結(jié)構(gòu)的熱學(xué)性能（熱阻和熱容參數(shù)），構(gòu)建器件等效熱學(xué)模型，是器件封裝工藝、可靠性試驗、材料熱特性以及接觸熱阻的強大支持工具。因此被譽為熱測試中的“X射線”。
●  天光測控?zé)嶙铚y試儀 T3Ster可以和熱仿真軟件FloEFD無縫結(jié)合，將實際測試得到的器件熱學(xué)參數(shù)導(dǎo)入仿真軟件進行后續(xù)仿真優(yōu)化。
 天光測控T3Ster熱阻測試儀——應(yīng)用范圍
●   各種三極管、二極管等半導(dǎo)體分立器件，包括：常見的半導(dǎo)體閘流管、雙極型晶體管、以及大功率IGBT、MOSFET、LED等器件。
●   各種復(fù)雜的IC以及MCM、SIP、SoC等新型結(jié)構(gòu) 。
●   各種復(fù)雜的散熱模組的熱特性測試，如熱管、風(fēng)扇等。

天光測控T3Ster熱阻測試系統(tǒng)——主要功能
●   半導(dǎo)體器件結(jié)溫測量。
●   半導(dǎo)體器件穩(wěn)態(tài)熱阻及瞬態(tài)熱阻抗測量。
●   半導(dǎo)體器件封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析，包括器件封裝內(nèi)部每層結(jié)構(gòu)（芯片+焊接層+熱沉等）的熱阻和熱容參數(shù)。
●   半導(dǎo)體器件老化試驗分析和封裝缺陷診斷，幫助用戶準(zhǔn)確定位封裝內(nèi)部的缺陷結(jié)構(gòu)。
●   材料熱特性測量（導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容）。
●   接觸熱阻測量，包括導(dǎo)熱膠、新型熱接觸材料的導(dǎo)熱性能測試。
 
測試方法——基于電學(xué)法的熱瞬態(tài)測試技術(shù)
尋找器件內(nèi)部具有溫度敏感特性的電學(xué)參數(shù)，通過測量該溫度敏感參數(shù)（TSP）的變化來得到結(jié)溫的變化。
TSP的選擇：一般選取器件內(nèi)PN結(jié)的正向結(jié)電壓。
 
測試技術(shù)：熱瞬態(tài)測試
當(dāng)器件的功率發(fā)生變化時，器件的結(jié)溫會從一個熱穩(wěn)定狀態(tài)變到另一個穩(wěn)定狀態(tài)，我們的儀器將會記錄結(jié)溫在這個過程中的瞬態(tài)變化曲線。
一次測試，既可以得到穩(wěn)態(tài)的結(jié)溫?zé)嶙钄?shù)據(jù)，也可以得到結(jié)溫隨著時間的瞬態(tài)變化曲線。
瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線包含了熱流傳導(dǎo)路徑中每層結(jié)構(gòu)的詳細(xì)熱學(xué)信息（熱阻和熱容參數(shù)）。
 
配置介紹
 
天光測控T3Ster熱阻測試儀主機

 
溫度控制設(shè)備  
天光測控?zé)嶙铚y試儀T3Ster為客戶提供了三種溫度可控的恒溫設(shè)備，包括：干式溫控儀、濕式溫控儀以及液冷板。這三種恒溫設(shè)備除了能控制待測器件的溫度以測試器件的K系數(shù)，同時還能作為結(jié)溫?zé)嶙铚y試時器件的散熱環(huán)境，幫助控制器件的殼溫。

干式溫控儀
干式溫控儀采用熱電致冷芯片(Peltier單體)來控制器件的溫度。

 
濕式溫控儀
濕式溫控儀采用油浴的方式來控制待測器件的溫度，使用時將待測器件浸沒在液體中以獲得恒溫環(huán)境。此外天光測控?zé)嶙铚y試儀T3Ster提供的濕式溫控儀還可以作為一個動力泵，驅(qū)動外接的液冷板以控制液冷板的溫度。

 
液冷板
液冷板的作用：與濕式溫控儀配套使用，可以控制冷板的溫度，為測試器件的結(jié)溫、熱阻提供恒定的溫度環(huán)境。

（1）外觀尺寸：550*160*110 mm；
（2）單板尺寸：540*140*20 mm；      
（3）材質(zhì)：硬級鋁。
 
天光測控T3Ster-Gold ref/熱測試儀校正樣品（Golden Reference）
性能穩(wěn)定的半導(dǎo)體器件，方便用戶定期檢測測試主機的功能是否正常。
 
標(biāo)準(zhǔn)靜止空氣箱（still-air chamber）
1）滿足JEDEC JESD 51-2要求
2）尺寸：1立方英尺

熱電偶前置放大器
1）方便T3Ster主機與J, K或 T 型熱電偶的聯(lián)接。
2）T3Ster主機可以方便地測試熱電偶接觸點的溫度隨著時間變化的曲線。

大功率BOOSTER

 
 
 注解：【1】通過雙通道并聯(lián)，輸出電流*高可達100A
           【2】通過三通道并聯(lián)，輸出電流*高可達600A

單通道高電流booster

雙通道高電流booster
 

單通道高電壓booster  

雙通道高電壓booster
 
TeraLED
1）*符合CIE 127-2007關(guān)于LED光測試的要求。
2）配合T3Ster可以滿足JESD 51-52規(guī)定的LED光熱一體化測試的要求。
3）整套系統(tǒng)包括：Φ300mm或Φ500mm積分球1個，參考LED1個，多功能光度探頭1個，TERALED控制系統(tǒng)1套，恒溫基座1個。
 

 
數(shù)據(jù)分析軟件(T3Ster Master)
天光測控T3Ster熱阻測試儀的數(shù)據(jù)分析軟件T3SterMaster提供了數(shù)據(jù)的分析功能，幾秒鐘內(nèi)，軟件就可以將采集的數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)函數(shù)的形式表現(xiàn)出來。測試結(jié)果包括：測量參數(shù)（Record Parameters），測量得到的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線（Measured response），分析后的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線（Smoothed response），熱阻抗曲線（Zth），時間常數(shù)譜（Tau Intensity），頻域分析（Complex Locus），脈沖熱阻（Pulse Thermal Resistance），積分結(jié)構(gòu)函數(shù)以及微分結(jié)構(gòu)函數(shù)。