熱阻測試儀

一、原廠介紹及用途：

型號 Phase11熱阻測試儀產自美國 Analysis Tech(Anatech)公司，符合美軍標和JEDEC標準. Analysis Tech Inc.成立于 1983年，坐落于波士頓北部，是電子封裝器件可靠性測試的國際設計，制造公司。創(chuàng)始人John W.Sofia 是美國麻省理工的博士，并且是提出焊點可靠性,熱阻分析和熱導率理論的專家. 發(fā)表了很多關于熱阻測試于分析，熱導率及焊點可靠性方面的論文. Analysis Tech Inc.在美國有獨立的實驗室提供技術支持. 在全世界熱阻測試儀這套設備有幾百家知名客戶. 主要用于測試二極管，三極管，線形調壓器，可控硅，LED，MOSFET，MESFET ,IGBT，IC等分立功率器件的熱阻測試及分析。

二、Phase11的功能：

PHASE11 可以測試Rja，Rjc，Rjb Rjl 的熱阻（測試原理符合JEDEC51-1 定義的動態(tài)及靜態(tài)測試方法）Phase11 測試來的數據，將產生上圖。左上角的數字說明這個器件有四個層次（為了可以清楚的了解不同層次，可以將這個圖轉換成圖三）。其中個是芯片下的粘接層的阻抗值，后面Tau是完成的測試時間，四個層次的阻抗值之和就是這個器件的熱阻值。并且每一個拐點都表明熱進入了一個新的層次。每個層次的數據將表明這個器件不同層向外散熱的好壞，對不同廠家同類產品而言，可以讓 讓讓 讓我們選擇熱阻值非常好的廠家；同時它也可以檢測同一廠家，同類產品，不同批次質量的差異，從而評測出該廠家生產工藝的穩(wěn)定性。

1） 瞬態(tài)阻抗(Thermal Impedance)測試，可以得到從開始加熱到結溫達到穩(wěn)定這一過程中的瞬態(tài)阻抗數據。見上圖

2） 穩(wěn)態(tài)熱阻(Thermal Resistance)各項參數的測試，其包括：Rja,Rjb,Rjc,Rjl, 當器件在給一定的工作電流后。熱量不斷地向外擴散，后達到了熱平衡，這時得到的結果是穩(wěn)態(tài)熱阻值。在沒有達到熱平衡之前測試到的是熱阻抗。 可以得到用不同占空比方波測試時的阻抗與熱阻值。

3） 內部封裝結構與其散熱能力的相關性分析(Structure Function)，可以通過將類似的圖一轉換成下面所示的曲線分析圖（熱容與熱阻關系圖），這樣更能體現不同結構下熱阻，以 LED 為例從圖中可以看出LED 器件散熱能力的瓶頸所在，對LED封裝工藝的改進和封裝材料的選擇有很大幫助。下圖為兩種不同封裝結構的 LED 樣品的分析圖。

不只 LED 器件可以得到這個分析圖，而且其他的器件也可以得到這個圖。并且也可以得到這種分析。從圖中可以看出黑色曲線的 LED熱阻低于綠色曲線的 LED熱阻，這也從客戶那里得到確認，黑色曲線的 LED在芯片粘接與散熱方面的工藝得到很大改進。

5） 裝片質量的分析(Die Attachment Quality Evaluation).

主要測試器件的粘接處的熱阻抗值，如果有粘接層有氣孔，那么傳熱就要受阻，這樣將導致芯片的溫度上升，因此這個功能能夠衡量粘接工藝的穩(wěn)定性。

6.多晶片器件的測試。

以兩個晶片為例：先給其中的晶片 1加電使其節(jié)溫升高然后測試出熱阻 R11 和功率Q1 同時給另一晶片 2供感應電流然后測出感應熱阻 R21.再給晶片 2加電使其節(jié)溫升高然后測試出熱阻R22節(jié)溫和功率 Q2, 同時給另一晶片 1供感應電流然后測出感應熱阻 R12。 根據熱阻的定義

R=(Tj-Tr)/P即 R=T/P

根據上述測試數據做矩陣

三 三三 三、 、、 、設備附件介紹

3.1 Nuova Device Calibration Bath

Nuova 校準浴鍋

技術特征：

1由集成在熱阻分析儀中的模塊直接進行溫度控制

2使用有陶瓷鍍層的磁力攪拌器

3帶有冷卻風扇的堅固底盤能夠控制升溫速率并保證性

4 有蓋的四升不銹鋼水浴鍋

5懸掛結構支持部件被校準

6四升絕緣良好導 礦物油，對環(huán)境無害并能重復使用

7完整的說明及保證

用來得到節(jié)壓和節(jié)溫的函數關系即K值

3.2 EVN-12 靜止空氣測試箱

EVN-12 是用于在標準化的靜止空氣環(huán)境下測試元件。自然對流條件下的熱阻測量會

對實驗室里的不期望的空氣流動非常敏感。這套靜止空氣測試箱可以排除這種潛在的產 生測試錯誤的因素。(里面的紅外探測頭及支架是選項，不是標配)

3.3 JEDEC RJC 測試夾具

對不同封裝的器件設計不同的Rjc測試夾具。

3.4 Rjb 測試夾具

3.5 風洞

3.6 Power Booster(電源放大器

可給待測器件提供200A,400A,800A,1000A工作電流

附：此熱阻測試儀運行穩(wěn)定可靠，所以無須備件和耗材

四．設備電性規(guī)格：

加熱電流測量精度（低電流測量: 0.2, 1 和2 安培測量）

2A 系統(tǒng): ±1mA 10A 系統(tǒng): ±5mA 20A 系統(tǒng): (±10mA)

加熱電流測量精度（高電流測量: 2, 10 和20 安培測量）:

2A 系統(tǒng): ±4mA 10A 系統(tǒng): ±20mA 20A 系統(tǒng): (±40mA)

加熱電壓測量精度: ±0.25% ，0~50V

熱電偶測量精度(T 型): 典型 ±0.1°C, ±0.3°C

交流電壓：220VAC，5A，50/60Hz

器件的的供電電壓： 50V（標配）

器件的的供電電流： 20 安培(標配)，選配（200A,400A,800A,1000A）

節(jié)溫的感應電流：1mA, 5mA, 10mA, 20mA, 50mA(標配)，

五．測試數據。

1．下圖是器件1260 和2530的節(jié)溫校準圖表，從中可以得到節(jié)溫和節(jié)壓的函數關系（線性關

系）。

根據熱阻的定義 R=(Tj-Tr)/P Tj---節(jié)溫 Tr---參考點溫度 P---給器件所加的功率 Tr ---可用電熱偶測出來，P--- 軟件會自動測試出來 用電學方法來測節(jié)溫（通過測節(jié)壓，根據節(jié)溫和節(jié)壓的函數關系軟件會自動換算成節(jié)溫。 這樣軟件會根據測試出來數據自動換算成我們所要的熱阻值

詳細資料請聯系深圳市世紀天源儀器有限公司