組件配置

◆ 熱測(cè)試主機(jī)

• 功率輸出模塊

• 數(shù)據(jù)采集模塊及控制模塊

◆ 溫度控制設(shè)備

T3Ster為客戶(hù)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(cè)器件的溫度以測(cè)試器件的K系數(shù)，同時(shí)還能作為結(jié)溫?zé)嶙铚y(cè)試時(shí)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(lái)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(lái)控制待測(cè)器件的溫度，使用時(shí)將待測(cè)器件浸沒(méi)在液體中以獲得恒溫環(huán)境。此外T3Ster提供的濕式溫控儀還可以作為一個(gè)動(dòng)力泵，驅(qū)動(dòng)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(cè)試器件的結(jié)溫、熱阻提供恒定的溫度環(huán)境。

（1）外觀(guān)尺寸：550*160*110 mm；

（2）單板尺寸：540*140*20 mm；

（3）材質(zhì)：硬級(jí)鋁；

• T3Ster液冷夾具

(1) 和T3Ster濕式溫控儀配套使用，利用液冷的方式來(lái)控制待測(cè)器件的殼溫，并配以氣動(dòng)壓緊裝置。

(2) 散熱冷板材質(zhì)：銅。

(3) 有效散熱面積：210mm*210mm

(4) 配備平底器件以及TO封裝器件（包括TO-3）的測(cè)試夾具。

◆ T3Ster-Gold ref/熱測(cè)試儀校正樣品（Golden Reference）

性能穩(wěn)定的半導(dǎo)體器件，方便用戶(hù)定期檢測(cè)測(cè)試主機(jī)的功能是否正常。

標(biāo)準(zhǔn)靜止空氣箱（still-air chamber）

1）滿(mǎn)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(jī)與J, K或 T 型熱電偶的聯(lián)接。

2）T3Ster主機(jī)可以方便地測(cè)試熱電偶接觸點(diǎn)的溫度隨著時(shí)間變化的曲線(xiàn)。

◆ 大功率BOOSTER

【2】通過(guò)三通道并聯(lián)，輸出電流較高可達(dá)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(cè)試的要求。

2）配合T3Ster可以滿(mǎn)足JESD 51-52規(guī)定的LED光熱一體化測(cè)試的要求。

3）整套系統(tǒng)包括：Φ300mm或Φ500mm積分球1個(gè)，參考LED1個(gè)，多功能光度探頭1個(gè)，TERALED控制系統(tǒng)1套，恒溫基座1個(gè)。

4）測(cè)試功能：

（1）測(cè)試LED基于熱功率的真實(shí)熱阻；

（2）測(cè)試不同的電流與結(jié)溫下的

a）、二極管的伏安特性；

b）、光功率（mW）；

c）、光通量（lm）（包括明視覺(jué)光通量和暗視覺(jué)光通量）；

d）、流明效率（lm/W）；

e）、色坐標(biāo)（X,Y,Z三刺激值）；

f）、色溫。

◆ 數(shù)據(jù)分析軟件(T3Ster Master)

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(lái)。測(cè)試結(jié)果包括：測(cè)量參數(shù)（Record Parameters），測(cè)量得到的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線(xiàn)（Measured response），分析后的瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線(xiàn)（Smoothed response），熱阻抗曲線(xiàn)（Zth），時(shí)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)。

（1）測(cè)試參數(shù)（Record Parameter）

詳細(xì)記錄了每次測(cè)試的測(cè)試參數(shù)，包括加熱功率，待測(cè)器件的k系數(shù)，測(cè)試時(shí)間以及測(cè)試通道等。

（2）瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線(xiàn)

橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為結(jié)溫的改變，詳細(xì)記錄了結(jié)溫隨著時(shí)間瞬態(tài)變化的曲線(xiàn)。從該圖可以得到待測(cè)器件在達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)結(jié)溫的變化量。

（3）熱阻抗曲線(xiàn)

將瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線(xiàn)對(duì)加熱功率進(jìn)行歸一化即可得到熱阻抗曲線(xiàn)。橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為熱阻抗?？梢詮膱D中讀出某一時(shí)刻的熱阻抗以及達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)后的總熱阻。

（4）頻域響應(yīng)（Complex Locus）

圖中橫坐標(biāo)為實(shí)部，表示幅值的改變，縱坐標(biāo)為虛部，表示相位的變化。如圖所示，在不同的頻率下，其熱阻值和相位延遲是不同的。

該特性主要用于高頻器件的設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程，可研究器件在各種不同頻率情況下的熱性能。當(dāng)輸入的功率信號(hào)為Asin(ωt+Ф)時(shí)，器件結(jié)溫的升高不僅受幅值A(chǔ)的影響，還和輸入功率的頻率ω有關(guān)。由于熱容的存在，溫度變化的較大值和功率的較大值是不同步的，他們之間會(huì)存在一個(gè)相位延遲△Ф。而且同一個(gè)功率值在高頻工況下對(duì)器件造成的溫升比低頻工況下造成的溫升低，這是由于在高頻條件下，熱量被更多地儲(chǔ)存在芯片附近的熱容層，并沒(méi)有往外耗散。因此頻域分析對(duì)于高頻器件的設(shè)計(jì)優(yōu)化非常有用。

（5）脈沖熱阻（Pulse Thermal Resistance）

該功能描述的是器件工作在脈沖方波情況下的熱學(xué)特性。橫坐標(biāo)是脈沖寬度（s），縱坐標(biāo)是脈沖熱阻值（℃/W）。器件工作在脈沖方波情況下，其熱阻值與脈沖寬度和占空比有關(guān)。

（6）積分結(jié)構(gòu)函數(shù)與微分結(jié)構(gòu)函數(shù)

通過(guò)積分結(jié)構(gòu)函數(shù)和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)可以分析熱傳導(dǎo)路徑上每層結(jié)構(gòu)的熱阻以及熱容信息，構(gòu)建器件等效熱學(xué)模型，作為器件封裝工藝、可靠性試驗(yàn)、材料熱特性以及接觸熱阻的*支持工具。

（7）RC網(wǎng)絡(luò)模型

用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際需求在分析軟件中選擇RC模型的級(jí)數(shù)或者選擇軟件默認(rèn)的全部RC模型級(jí)數(shù)，RC模型級(jí)數(shù)：2-100個(gè)，并將分析得到的RC數(shù)值保存在測(cè)試文件中。

軟件會(huì)給出根據(jù)RC模型得到的瞬態(tài)熱阻抗曲線(xiàn)與實(shí)測(cè)瞬態(tài)熱阻抗曲線(xiàn)的對(duì)比。

T3Ster的工作原理（硬件實(shí)時(shí)采集+結(jié)構(gòu)函數(shù)分析）

◆ 測(cè)試K系數(shù)：建立結(jié)溫與電壓之間的關(guān)系

在器件本身的自發(fā)熱（self-heating）可以忽略的情況下，將器件置于溫度可控的恒溫環(huán)境中，改變環(huán)境溫度，測(cè)量TSP。得到一條校準(zhǔn)曲線(xiàn)。該直線(xiàn)的斜率即為k系數(shù)。

在接下來(lái)的過(guò)程中，測(cè)量得到的電壓變化值乘以k值即為結(jié)溫變化量。

◆ 熱測(cè)試

• 常規(guī)測(cè)試步驟

1. 通入工作電流，使結(jié)溫升高達(dá)到飽和。

2、進(jìn)行工作電流到測(cè)量電流的高速切換。（1us）

3、在結(jié)溫下降過(guò)程中，實(shí)時(shí)采樣pn結(jié)電壓，再通過(guò)K系數(shù)得到pn結(jié)點(diǎn)的降溫曲線(xiàn)，采樣間隔較快為1us。

• T3Ster硬件的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

A. *的靜態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)試方法

T3Ster兼具JESD51-1規(guī)定的的靜態(tài)測(cè)試法（static mode）和動(dòng)態(tài)測(cè)試法（dynamic mode），但是靜態(tài)測(cè)試法更*，更，因此我們推薦用戶(hù)采用靜態(tài)測(cè)試法。靜態(tài)測(cè)試法可以實(shí)時(shí)地采集待測(cè)器件的結(jié)溫隨著時(shí)間的變化，而動(dòng)態(tài)測(cè)試法是通過(guò)人為構(gòu)建脈沖加熱功率來(lái)模擬瞬態(tài)過(guò)程，并非器件實(shí)際的瞬態(tài)溫度響應(yīng)。靜態(tài)法的測(cè)試時(shí)間短、測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)密而且測(cè)試數(shù)據(jù)的信噪比更高。

B. 測(cè)試啟動(dòng)時(shí)間高達(dá)1us，保證了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性

研究表明，在測(cè)試中如果瞬態(tài)變化較初1ms時(shí)間內(nèi)的溫度沒(méi)有被采集到，較終的熱阻值將被低估10%-15%左右。

C、實(shí)時(shí)采樣時(shí)間間隔高達(dá)1us，采樣點(diǎn)數(shù)較多65000點(diǎn)，保證了數(shù)據(jù)的完備性

• 結(jié)構(gòu)函數(shù)

硬件采集完畢后，通過(guò)數(shù)據(jù)分析軟件，幫助用戶(hù)得到可以直接分析器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)函數(shù)。

結(jié)構(gòu)函數(shù)：將器件封裝結(jié)構(gòu)可視化的函數(shù)。方便用戶(hù)進(jìn)行熱傳導(dǎo)路徑上各種結(jié)構(gòu)的分層、進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

1）如何利用結(jié)構(gòu)函數(shù)識(shí)別器件的結(jié)構(gòu)

2) 利用結(jié)構(gòu)函數(shù)識(shí)別器件封裝內(nèi)部的“缺陷”

當(dāng)器件某個(gè)結(jié)構(gòu)或接觸發(fā)生變化時(shí)，我們可以通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)清晰地看到

利用結(jié)構(gòu)函數(shù)可以幫助用戶(hù)識(shí)別器件內(nèi)部的缺陷，并能定量得到該缺陷引起的熱阻變化。