熱阻標準比較(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上GJB548B側(cè)重于測定微電子器件的熱性能，包括微電子器件的結(jié)溫、熱阻、殼溫、安裝表面溫度以及熱響應時間。規(guī)定了試驗所需的設備：熱電偶、能使規(guī)定參考點恒溫的可控溫箱或散熱器、提供可控電源和進行規(guī)定測量所需的電學設備、紅外微輻射儀、用于安裝被試微電子器件的典型散熱器、熱探針組件。參考點溫度采用熱電偶直接測量。測量熱阻時，應選擇芯片上功耗密度最大的結(jié)進行測量。熱阻的測量有兩種方法：1、直接測量結(jié)溫以確定。采用紅外輻射儀可以直接測量半導體芯片內(nèi)部熱限制器件的結(jié)溫，且應去掉封閉殼體的帽或頂蓋，以暴露出有源芯片或器件；2、間接測量結(jié)溫以確定。用芯片上特定半導體元件給出器件的結(jié)溫

2、可間接測量集成電路的熱阻。并給出了測量的開關方法。MIL-STD-883E中關于微電子器件熱性能的測定與GJB548B大致相同。MIL-STD-750E 分別規(guī)定了以下微電子器件的測試電路。1、 老化和壽命試驗中結(jié)溫的測量。有兩種測試方法可用：一是選取低的測試電流不會引起明顯的自熱現(xiàn)象（類似于熱阻的測量）；二是采用一系列電流脈沖確定溫敏參數(shù)。這兩種測試方法適用于二極管和雙極型三極管。該標準給出了測試中所需的設備以及兩種測試方法的測試流程。最后給出了第三種測試方法，該方法僅適用于殼安裝好的功率器件，并且器件在老化或壽命試驗中的工作功率和電流范圍仍低于器件的額定功率。2、 二極管的熱阻測試。主要是

3、測定二極管的熱性能。有兩種測試途徑：穩(wěn)態(tài)熱阻測試和瞬態(tài)熱阻測試。位于半導體芯片和封裝之間的固晶層中的空洞面積對穩(wěn)態(tài)熱阻和瞬態(tài)熱阻的影響很大，瞬態(tài)熱阻相比于穩(wěn)態(tài)熱阻對空洞面積更敏感。瞬態(tài)熱阻測試中的建議：瞬態(tài)熱阻測試方法中的潛在問題基于，在充足的解決方案下試圖用足夠精確的測試手段來區(qū)分合格和不合格的二極管。由于被測二極管電流的增加，瞬態(tài)下的熱阻抗值將變得非常小，這將增加剔除合格二極管保留不良二極管的可能性。所以在這種情況下應采用較大的值。3、 絕緣柵雙極晶體管的熱阻測試。測量絕緣柵雙極晶體管在特定電壓、電流和持續(xù)脈沖下的熱阻。該方法用來測試一個加熱脈沖的結(jié)的熱響應時間。特別地，該試驗可測試直流熱

4、阻，這要求持續(xù)脈沖和加熱功率大小的恰當選擇。4、 GaAs的熱阻測試。測量MOSFET在特定電壓、電流和脈沖寬度下的熱阻。以柵源二極管的壓降為溫敏參數(shù)。該方法主要針對封裝好的器件。5、 橋式整流器的熱阻測試。6、 熱阻（集電極關斷電流法）。本試驗測量特定條件下器件的熱阻。該方法主要用于測量具有較大熱響應時間的鍺器件。7、 晶體管的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱阻測試。本試驗測量晶體管的熱性能。測試方法類似于老化和壽命試驗中結(jié)溫的測量。8、 熱阻（直流前置電壓降,發(fā)射極, 連續(xù)法）。本試驗測量特定條件下器件的熱阻。9、 熱阻（前置電壓降，集電極結(jié), 二極管法）。本試驗測量特定條件下器件的熱阻。該方法主要用于測量具

5、有較大熱響應時間的鍺器件。10、 熱響應時間。測量結(jié)溫變化達到最終值90%所需要的時間，結(jié)溫變化是在器件參考點溫度保持不變的情況下，由于功耗的階躍變化造成的。11、 熱時間常數(shù)。測量結(jié)溫變化達到最終值63.2%所需要的時間。12、 熱阻，通用。測量穩(wěn)態(tài)條件下，指定結(jié)的單位功耗的溫升或環(huán)境溫度。測試熱阻的設備應滿足器件使用手冊的最低要求。13、 垂直功率MOSFET的熱阻測試（漏源電壓法）。測量MOSFET在特定電壓、電流和持續(xù)脈沖下的熱阻。以對溫度敏感的源漏二極管電壓作為溫敏參數(shù)。該方法主要針對具有較長熱響應時間的增強型功率MOSFET。14、 半導體閘流管熱阻測試。測試特定條件下半導體閘流管

6、的熱阻。BS IEC 60747-1定義了一般元器件的熱衰減因子、等效熱網(wǎng)絡、瞬態(tài)熱阻，并規(guī)定了測試方法中的熱條件。通常情況下，熱條件的控制程度只有當被測性能明顯依賴于溫度時才需要。如果從激勵源工作到測試的時間加倍后，在充許誤差內(nèi)沒有引起結(jié)果的明顯變化，需考慮到熱平衡。對于環(huán)境溫度額定的器件，當環(huán)境溫度低于半導體器件時，如果器件各層周圍的環(huán)境溫度大體一致，可采用自然冷卻條件。應在器件的殼以下大約5倍于殼的直徑處測量環(huán)境溫度，且不小于10mm。測量應在一個尺寸適當?shù)臒o反射壁的腔體內(nèi)進行。在器件可能被放置的任何一個地方，腔體應能維持所規(guī)定的溫度，且誤差在內(nèi)。如果不會使器件降溫，且在正常對流下較大腔

7、體內(nèi)可獲得相同的結(jié)果，腔體內(nèi)空氣輕微的攪動是允許的。注意：該測量方法的可重復性很大程度上決定于腔體的造型。對于殼溫額定的器件，測量應在殼環(huán)境熱阻相比結(jié)殼熱阻盡可能小的條件下進行。注意：這一條件可通過將器件放置在可自動調(diào)溫的大塊金屬或油槽里獲得。對于強制冷卻的器件，測量應嚴格按照數(shù)據(jù)手冊規(guī)定的條件進行。IEC 60747-8 規(guī)定了分離元器件場效應晶體管穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)結(jié)殼熱阻的測試電路。如果使用的絕緣材料具有變化的溫度系數(shù)，如鈹二極管，則該測量手段不可用。有兩種測量途徑：一是冷卻法。反向二極管的前置電壓作為溫敏參數(shù)在固定的參考電流下測量。必須注意的是當測量反向二極管的前置電壓時，源漏通道不導通。二是

8、加熱法。測試電路和要求與冷卻法相同，測試程序不同。BS IEC 60747-9規(guī)定了分離元器件IGBT的結(jié)到殼熱阻和瞬態(tài)結(jié)到殼熱阻的測試電路。JESD51-1 集成電路熱測試方法電測試方法（單一半導體器件）。本標準規(guī)定了一種單芯片半導體器件的熱特性參數(shù)電學測試方法，測試方法利用了電流一定、二極管正向電壓隨結(jié)溫成線性變化的關系，適用于熱測試芯片和功能集成電路器件。測試方法局限于單芯片封裝（測試芯片或者功能芯片）。任何半導體器件的熱特性在不同的溫度和功率耗散下，都不是一個常量，因此，通常要求熱測試在接近真實的應用環(huán)境下進行。JESD51-2定義了自然散熱環(huán)境下，結(jié)空氣熱阻的測試方法，規(guī)定待測SMT

9、封裝器件需要組裝在標準測試板上，測試時需將測試板水平放置在靜止空氣箱中防止外來氣氛的干擾。JESD51-3標準用于測試低熱導率PCB板條件下的器件結(jié)空氣熱阻特性，可用于芯片間封裝熱性能的比較，該標準只適用于引腳間距大于0.35mm的有引腳表面組裝器件，不適用于通孔插裝、BGA或插座類器件。JESD51-4標準定義了引線鍵合類型的半導體芯片的熱阻測試要求，從而使該類非標準測試芯片之間的測試結(jié)果差異達到最小。JESD51-5 標準規(guī)定了對直接粘結(jié)到PCB上的封裝類型芯片的測試PCB的要求。JESD51-6 標準定義了結(jié)頂熱特性參數(shù)和結(jié)板熱特性參數(shù)，規(guī)定了強制風冷熱測試環(huán)境的要求及其測試方法。JES

10、D51-7標準用于測試高熱導率PCB板條件下的器件結(jié)空氣熱阻特性，不適用于通孔插裝、BGA或插座類器件。JESD51-8 標準介紹了含兩層銅測試板的結(jié)板熱阻的測試方法，該標準不適用于具有非對稱熱流路徑的封裝器件和在封裝一側(cè)安裝散熱器的封裝器件。JESD51-9 標準規(guī)定了BGA、LGA兩種芯片封裝熱測試PCB板的要求，不適用于包含插座或PGA的BGA器件。JESD51-10 標準規(guī)定了DIP和SIP封裝器件熱測試PCB板的要求。JESD51-11 標準規(guī)定了PGA芯片封裝器件熱測試PCB板的要求。JESD51-12標準總體介紹了JESD51系列標準定義的電子器件熱特性值的使用方法。以前的定義的參考點表面為器件表面的主要散熱通道，可能是器件的外殼頂部表面，也可能是外殼的底部表面。該標準進一步明確了外殼頂部表面的結(jié)殼熱阻定義為，同時詳細說明了結(jié)頂熱特性參數(shù)和結(jié)板熱特性參數(shù)的含義。JESD51-13標準主要對半導體器件熱測試中的常用術語進行了詳細定義。 JESD51-14標準定義了一種新的熱阻測試方法，即具有單一熱傳導路徑的半導體器件結(jié)殼熱阻的瞬態(tài)熱測試界面法，該標準是在JESD15委員會對半導體封裝器件的熱學表征技術進行了深入而廣泛地研究討論之后通過的，針對功率型半導體器件的結(jié)殼熱阻的熱瞬態(tài)測試方法與傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)測量方法相比，這種新的測試方法具有更高的測試精度和