
一.T3ster及其特點
熱瞬態測驗儀T3Ster,用于半導體器件的先進熱特性測驗儀,同時用于測驗IC、SoC、SIP、散熱器、熱管等的熱特性。
1.兼具 JESD51-1定義的靜態測驗法(Static Mode)與動態測驗法(Dynamic Mode), 能夠實時采集器件瞬態溫度回應曲線 (包括升溫曲線與降溫曲線),其采樣率高達 1 微秒,測驗延遲時間高達 1 微秒,結溫解析度高達 0.01度。
2.既能測驗穩態熱阻,也能測驗瞬態熱阻抗。
3.滿足JEDEC最新的結殼熱阻(θjc)測驗標準(JESD51-14)。
4.測驗方法符合 IEC 60747系列標準。
5.滿足 LED 的國際標準 JESD51-51,以及LED 光熱一體化的測驗標準 JESD51-52。
6.測驗方法符合 MIL-STD-883H method 1012.1 和 MIL-750E 3100 系列的要求。
7.結構函式分析法,能夠分析器件熱傳導路徑上每層結構的熱學性能(熱阻和熱容引數),構建器件等效熱學模型。
8.可以和熱仿真軟體 Flotherm,FloEFD 無縫結合,將實際測驗得到的器件熱學引數匯入仿真軟體進行后續仿真優化。
測驗LED產品的相關引數:
基板溫度:室溫~90度
最小采樣時間間隔:1μs
結溫測驗解析度:0.01度
典型電壓測量解析度:12μV
二. T3Ster 系統技術規格
1.加熱功率:0-10A/150V(電流線性可調),滿足大功率高壓LED產品測驗;
2.電流范圍:0-10A,線性輸出;
3.器件電壓:0-150V;
4.電流準確度:0.05%;
5.K系數測驗電流:0-200mA(電流線性可調),與外部控溫裝置聯動,自動測驗K系數;
6.電流范圍:0-200mA,線性輸出;
7.器件電壓:0-150V;
8.電流準確度:0.05%;
9.Gate控制電壓:0-10V(線性可調);
10.電壓范圍:0-10V;
11.電壓準確度:0.05%;
12.加熱狀態到測驗狀態切換時間:1s;
13.具有回圈脈沖輸出功能:輸出脈沖回圈次數可設定一次到無數次;
14.溫度測驗方法:ETM測驗法(器件導通電壓作為溫度敏感變數),兼容三大測驗標準:JEDEC(JESD51-1,JESD51-14,JESD51-50,JESD51-51,JESD51-52),MIL-STD-750E,IEC60747;
15.瞬態熱測驗方法:提供兩種測驗方法:靜態測驗法(持續加熱,熱平衡后,冷卻中連續測驗);動態測驗法(脈沖加熱,單點測驗);
16.電壓信號采樣速率:1us/次;
17.溫度采樣精度:0.0006度(電壓解析度12uV模式下);
18.瞬態熱測驗完成后,輸出的熱阻熱容網路模型,可以被熱仿真軟體使用,進行仿真分析;
19.通過分析軟體可得到內部機構函式,結構函式反映了從發熱源(原點)到環境(最后直線向上部分)的熱流路徑上的所有熱容與熱阻分布。根據結構函式上斜率(熱容與熱阻的比值)變化,可以區分出不同材料,用直觀的方式,幫助分析散熱路徑上不同材料的熱阻與熱容;
20.光、熱、電聯合測驗,可配合積分球和光學測驗主機進行光、熱、電聯合測驗;
21.熱電偶測量準確度:+/-0.5度;
22.熱溫測量范圍:﹣50度~200度;
23.熱阻可測量范圍:0度/W~1000度/W;
24.溫控裝置溫控范圍:5度~90度,溫度穩定性﹢/﹣0.2度。
三. T3Ster 的應用范圍及功能
1.應用范圍:
①各種三極管、二極管等半導體分立器件,包括:常見的半導體閘流管、雙極型晶體管、以及大功率 IGBT、MOSFET、LED 等器件;
②各種復雜的 IC以及 MCM、SIP、SoC 等新型結構 ;
③各種復雜的散熱模組的熱特性測驗,如熱管、風扇等 。
2.功能:
①半導體器件結溫測量;
②半導體器件穩態熱阻及瞬態熱阻抗測量;
③半導體器件熱阻和熱容測量,給出器件的熱阻熱容結構(RC 網路結構);
④半導體器件封裝內部結構分析,包括器件封裝內部每層結構(芯片+焊接層+熱沉等)的熱阻和熱容引數;
⑤半導體器件老化試驗分析和封裝缺陷診斷,幫助用戶準確定位封裝內部的缺陷結構;
⑥材料熱特性測量(導熱系數和比熱容);
⑦接觸熱阻測量,包括導熱膠、新型熱接觸材料的導熱性能測驗。
四. 測驗方法——基于電學法的熱瞬態測驗技術
1.測驗方法——電學法
尋找器件內部具有溫度敏感特性的電學引數,通過測量該溫度敏感引數(TSP)的變化 來得到結溫的變化。
TSP 的選擇:一般選取器件內 PN 結的正向結電壓。
2.測驗技術:熱瞬態測驗
① 當器件的功率發生變化時,器件的結溫會從一個熱穩定狀態變到另一個穩定狀態,T3Ster 將會記錄結溫瞬態變化程序(包括升溫程序與降溫程序)。
② 一次測驗,既可以得到穩態的結溫熱阻資料,也可以得到結溫隨著時間的瞬態變化曲線。
③ 瞬態溫度回應曲線包含了熱流傳導路徑中每層結構的詳細熱學資訊(熱阻和熱容引數)。
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標籤:硬件設計
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