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上海坤道信息技术有限公司

  • 发布日期: 2023-10-24 来源:168体育app官网版
    •   [发音:tri-ster] --- the Thermal Transient Tester:热瞬态测试仪,是半导体热特性热测试仪器,可用于测试半导体分立器件及模块的结温、稳态热阻、瞬态热阻,同时可用于测试IC、SoC、SIP、散热器、热管等的热特性。

        T3Ster兼具JESD51-1定义的静态测试法(StaticMode)与动态测试法(DynamicMode),能够实时采集器件瞬态温度响应曲线(包括升温曲线与降温曲线),瞬态采样时间分辨率高达1微秒,测试延迟时间高达1微秒,结温分辨率高达0.006℃。

        T3Ster既能测试稳态热阻,也能测试瞬态热阻抗,还可以获得器件的脉冲热阻。

        T3Ster的研发者 MicRed是J EDEC最新的结壳热阻(jc)测试标准(JESD51-14)的制定者,T3Ster的测试 方法全部符合该标准,能够最终靠两种方法计算结壳热阻。

        T3Ster的研发者MicRed制定了全球第一个用于测试LED的国际标准JESD51-51,以及LED光热一体化的测 试标准JESD51-52。T3Ster和TeraLED是目前全球唯一满足此标准所规定的光热一体化测试要求的设备。

        T3Ster独创的Structure Function(结构函数)分析法,能够分析器件热传导路径上每层结构的热学性能(热 阻和热容参数),构建器件等效热学模型,是器件封装工艺、可靠性试验、材料热特性及接触热阻的强 大支持工具。因此被誉为热测试中的“X 射线”。

        T3Ster能与FloTHERM、FloTHERMxt以及FloEFD等热仿线)、将待测器件的RC网络模型直接输出给热仿线)、将待测器件的结构函数直接输出给热仿真软件,利用热仿真软件的自动优化功能对待测器件的详细热学模型进行校准。

        各种三极管、二极管等半导体分立器件,包括:常见的半导体闸流管,BJT,MOSFET,IGBT,SiC器件以及GaN HEMT, GaAsFET等器件。

        半导体器件热阻和热容测量,给出器件的热阻热容结构(RC网络模型包括Foster模型和Cauer模型);

        半导体器件封装内部结构分析,包括器件封装内部每层结构(芯片+焊接层+热沉等)的热阻和热容参数;

        半导体器件老化试验分析和封装缺陷诊断,帮助用户准确定位封装内部的缺陷结构。

        材料热特性测量(配合DynTIM配件,可以测试材料的导热系数)

        寻找器件内部具有温度敏感特性的电学参数,经过测量该温度敏感参数(TSP)的变化来得到结温的变化。

        当器件的功率发生明显的变化时,器件的结温会从一个热稳定状态变到另一个稳定状态,T3Ster将会记录结温瞬态变化过程(包括升温过程与降温过程)。

        一次测试,既能够获得稳态的结温热阻数据,也能够获得结温跟着时间的瞬态变化曲线。

        瞬态温度响应曲线包含了热流传导路径中每层结构的详细热学信息(热阻和热容参数)。

        T3Ster为客户提供了三种温度可控的恒温设备,包括:干式温控仪、湿式温控仪以及液冷板。这三种恒温设备除了能控制待测器件的温度以测试器件的K系数,同时还能作为结温热阻测试时器件的散热环境,帮助控制器件的壳温。

        湿式温控仪采用油浴的方式来控制待测器件的温度,使用时将待测器件浸没在液体中以获得恒温环境。此外T3Ster提供的湿式温控仪还可当作一个动力泵,驱动外接的液冷板以控制液冷板的温度。

        带手动压紧装置的液冷测试夹具(通过导轨与顶杆的方式压紧待测器件),配合Julabo加热制冷循环浴槽或冷却水装置使用,为待测器件提供用于结壳热阻测试的液冷散热环境,尺寸:400*500mm。

        气动压紧液冷试验台(用户需自行配备气源),配合湿式温控仪使用,为待测器件的测试提供结壳热阻测试液冷温控环境,冷板尺寸:220*220mm。

        2)T3Ster主机可以方便地测试热电偶接触点的温度跟着时间变化的曲线。

        辅助功率放大器,配合电源KeysightN5765A使用,为大功率待测器件提供加 热电流。

        辅助功率放大器,配合电源KeysightN5766A使用,为大功率待测器件提供加 热电流。

        辅助功率放大器,为大功率待测器件提供加热电流。加热电流输出范围: 40A

        辅助功率放大器,为大功率待测器件提供加热电流。加热电流输出范围: 10A

        辅助功率放大器,配合电源KeysightN5770A使用,为大功率待测器件提供加 热电流。

        辅助功率放大器,配合电源Keysight使用,为大功率待测器件提供加热电流。

        可配备两台Keysight N5765A电源,通过双通道并联最大输出100A加热电流。

        可配备两台Keysight N5766A电源,通过双通道并联最大输出76A加热电流。

        可配备两台Keysight N5770A电源,通过双通道并联最大输出20A加热电流。

        2)配合T3Ster能够完全满足JESD 51-52规定的LED光热一体化测试的要求。

        3)整套系统包括:300mm或500mm积分球1个,参考LED1个,多功能光度探头1个,TERALED控制管理系统1套,恒温基座1个。

        T3Ster可以自动描绘待测器件的K系数曲线,且能够对K系数曲线进行线性拟合以及非线性拟合。

        测试参数(Record Parameter)详细记录了每次测试的测试参数,包括加热功率,待测器件的k系数,测试时间以及测试通道等。

        横坐标为时间,纵坐标为结温的改变,详细记录了结温跟着时间瞬态变化的曲线。从该图能够获得待测器件在达到热稳定状态时结温的变化量。

        a测试K系数:建立结温与电压之间的关系在器件本身的自发热(self-heating)可忽略的情况下,将器件置于温度可控的恒温环境中,改变环境和温度,测量TSP。得到一条校准曲线。该直线的斜率即为k系数。

        3、在结温下降过程中,实时采样pn结电压,再通过K系数得到pn结点的降温曲线us。

        T3Ster兼具JESD51-1规定的的静态测试法(static mode)和动态测试法(dynamic mode),但是静态测试法更先进,更高端,因此我们推荐用户采用静态测试法。静态测试法可以实时地采集待测器件的结温跟着时间的变化,而动态测试法是通过人为构建脉冲加热功率来模拟瞬态过程,并非器件实际的瞬态温度响应。静态法的测试时间短、测试数据点密而且测试数据的信噪比更高。

        研究表明,在测试中如果瞬态变化最初1ms时间内的温度没有被采集到,最终的热阻值将被低估10%-15%左右。

        结构函数硬件采集完毕后,通过数据分析软件,帮助用户得到可以直接分析器件内部结构的结构函数。

        结构函数:将器件封装结构可视化的函数。方便用户进行热传导路径上各种结构的分层、进行结构分析。

        利用结构函数能帮助用户识别器件内部的缺陷,并能定量得到该缺陷引起的热阻变化。

        准。与传统的测试方法相比,最新的热瞬态测试界面法(Transient Dual

        Interface)具有更高的准确性和可重复性,而T3Ster是目前唯一满足此标准

        公司利用T3Ster瞬态测量的方法成功测量出了固晶层(Die attach)的缺陷,而且测试结果也得到了超声显微图像的验证。ST将同样的芯片通过三种不同的工艺焊接到金属层上,通过T3Ster的无损检测,成功测试除了三种不同焊接结构的热阻。通过对比的方法,T3Ster的测试结果不仅可以定性地找出存在缺陷的结构,而且还能定量得到缺陷引起的热阻的变化量。

        图1为T3Ster测试得到的微分结构函数,图2、3、4为超声显微结果。在这个案例中,工程师将相同的芯片,通过不同的dieattach工艺固定到case上。从微分结构函数可以明显看出,表征芯片部分的曲线完全重合在一起, 表征die attach部分的曲线随着NO VOID,CORNER VOID和CENTRALVOID的变化而向右移动,说明由于上述三种变化,dieattach部分的热阻越来越大。

        接触热阻的测量随着半导体制造技术的不断成熟,热界面材料(TIM)的热性能已经成为制约高性能封装产品的瓶颈。接触热阻的大小与材料、接触质量是息息相关的。

        接触热阻的大小不仅与接触材料有关,还与接触的质量有关。接触材料的导热系数越大,接触热阻越小。接触质量越好,接触热阻越小。

        通过热阻矩阵,可以方便地研究多芯片的热学性能,不仅考虑某个芯片对于外部环境的自热阻,还考虑芯片之间的耦合热阻。热阻矩阵的元素通过下面的方法获得:

        英英英飞凌是T3Ster 的战略合作伙伴,共同制定了全新的结壳热阻测试标准JESD51-14。通过T3Ster,不仅可以测试器件的结壳热阻,还可以通过结构函数分析器件热传导路径上各层结构的热阻值。

        三星电子利用T3Ster测试其IGBT模组的热特性(返回顶部)(返回顶部)

        a◆T3Ster在LED领域的应用伴随着LED的功率越来越大,合理有效的热管理也变得越来越重要。因为LED的结温直接影响其光学性能和寿命。

        Teraled 与T3Ster 能够实现JESD 51-52 规定的光热一体化测试要求

        研究方法:将LED灯具放置到JEDEC规定的一立方英尺的标准静止空气箱中,有利用T3Ster进行热瞬态测试。

        本案例表明,采用不同材质的转接头对灯具散热效果影响很小,批量制造可以选择价格便宜的塑料材质作为转接头。

        ◆LED模组的热测量研究对象:由八十个LED组成的LED模组,十个串联为一组,共八组。

        光热一体化测试结果通过T3Ster 与TeraLED 的光热一体化测试,能够在一定程度上帮助用户分析LED的各项光电色参数与驱动电流、结温等的关系,包括

        DynTIM能够模拟真实的电子散热环境,衡量热界面材料在不同压力的条件下的散热性能,方便封装工程师根据实际应用情况选择合适的热界面材料。

        DynTIM能够测试热界面材料的导热系数。(可测试材料包括:导热硅脂,黏合剂,间隙填充材料,导热垫以及部分刚性材料)。

        DynTIM结合T3Ster可以精确地测试材料的导热系数1)帮助用户选择合适的热界面材料,以降低成本

        热界面材料在真实环境中的性能会有所不同1)用户在选择了导热系数合适的材料后,可以使用T3Ster验证该材料在实际应用环境下的线Ster和DynTIM的完整表征系统,确保做出最佳的选择

        当 LED 灯功耗慢慢的变大,就更应该关注其散热问题, 因为其对 LED 灯的性能和使用寿命至关重要。这就是为什么OSRAM 一直致力于LED 灯的散热设计。T3Ster的测量精确

        性和可重复性能够适用于验证OSRAM 的设计和产品的可靠性。T3Ster内部的结构函数在