热阻测试仪

一、原厂介绍及用途：

     型号 Phase11热阻测试仪产自美国 Analysis Tech(Anatech)公司，符合美军标和JEDEC标准. Analysis Tech Inc.成立于 1983年，坐落于波士顿北部，是电子封装器件可靠性测试的国际设计，制造公司。创始人John W.Sofia 是美国麻省理工的博士，并且是提出焊点可靠性,热阻分析和热导率理论的专家. 发表了很多关于热阻测试于分析，热导率及焊点可靠性方面的论文. Analysis Tech Inc.在美国有独立的实验室提供技术支持. 在全世界热阻测试仪这套设备有几百家**客户.  主要用于测试二极管，三极管，线形调压器，可控硅，LED，MOSFET，MESFET ,IGBT，IC等分立功率器件的热阻测试及分析。

二、Phase11的功能：

 PHASE11 可以测试Rja，Rjc，Rjb Rjl 的热阻（测试原理符合JEDEC51-1 定义的动态及静态测试方法）Phase11 测试来的数据，将产生上图。左上角的数字说明这个器件有四个层次（为了可以清楚的了解不同层次，可以将这个图转换成图三）。其中**个是芯片下的粘接层的阻抗值，后面Tau是完成的测试时间，四个层次的阻抗值之和就是这个器件的热阻值。并且每一个拐点都表明热进入了一个新的层次。每个层次的数据将表明这个器件不同层向外散热的好坏，对不同厂家同类产品而言，可以让 让让 让我们选择热阻值非常好的厂家；同时它也可以检测同一厂家，同类产品，不同批次质量的差异，从而评测出该厂家生产工艺的稳定性。

1） 瞬态阻抗(Thermal Impedance)测试，可以得到从开始加热到结温达到稳定这一过程中的瞬态阻抗数据。见上图

2） 稳态热阻(Thermal Resistance)各项参数的测试，其包括：Rja,Rjb,Rjc,Rjl, 当器件在给一定的工作电流后。热量不断地向外扩散，**后达到了热平衡，这时得到的结果是稳态热阻值。在没有达到热平衡之前测试到的是热阻抗。 可以得到用不同占空比方波测试时的阻抗与热阻值。

3） 内部封装结构与其散热能力的相关性分析(Structure Function)，可以通过将类似的图一转换成下面所示的曲线分析图（热容与热阻关系图），这样更能体现不同结构下热阻，以 LED 为例从图中可以看出LED 器件散热能力的瓶颈所在，对LED封装工艺的改进和封装材料的选择有很大帮助。下图为两种不同封装结构的 LED 样品的分析图。

不只 LED 器件可以得到这个分析图，而且其他的器件也可以得到这个图。并且也可以得到这种分析。从图中可以看出黑色曲线的 LED热阻低于绿色曲线的 LED热阻，这也从客户那里得到确认，黑色曲线的 LED在芯片粘接与散热方面的工艺得到很大改进。

5） 装片质量的分析(Die Attachment Quality Evaluation).

 主要测试器件的粘接处的热阻抗值，如果有粘接层有气孔，那么传热就要受阻，这样将导致芯片的温度上升，因此这个功能能够衡量粘接工艺的稳定性。

6.多晶片器件的测试。

以两个晶片为例：先给其中的晶片 1加电使其节温升高然后测试出热阻 R11 和功率Q1 同时给另一晶片 2供感应电流然后测出感应热阻 R21.再给晶片 2加电使其节温升高然后测试出热阻R22节温和功率 Q2, 同时给另一晶片 1供感应电流然后测出感应热阻 R12。 根据热阻的定义

R=(Tj-Tr)/P即  R=△T/P

根据上述测试数据做矩阵

三 三三 三、 、、 、设备附件介绍

3.1 Nuova Device Calibration Bath

Nuova 校准浴锅

技术特征：

1由集成在热阻分析仪中的模块直接进行温度控制

2使用有陶瓷镀层的磁力搅拌器

3带有冷却风扇的坚固底盘能够控制升温速率并保证安全性

4 有盖的四升不锈钢水浴锅

5悬挂结构支持部件被校准

6四升绝缘良好导 矿物油，对环境无害并能重复使用

7完整的说明及保证

用来得到节压和节温的函数关系即K值

3.2    EVN-12 静止空气测试箱

EVN-12  是用于在标准化的静止空气环境下测试元件。自然对流条件下的热阻测量会

对实验室里的不期望的空气流动非常敏感。这套静止空气测试箱可以排除这种潜在的产 生测试错误的因素。(里面的红外探测头及支架是选项，不是标配)

 3.3 JEDEC RJC 测试夹具

对不同封装的器件设计不同的Rjc测试夹具。

3.4 Rjb 测试夹具

3.5 风洞

3.6 Power Booster(电源放大器

可给待测器件提供200A,400A,800A,1000A工作电流

附：此热阻测试仪运行稳定可靠，所以无须备件和耗材

四．设备电性规格：

加热电流测量精度（低电流测量: 0.2, 1 和2  安培测量）

2A  系统: ±1mA 10A  系统: ±5mA 20A  系统: (±10mA)

加热电流测量精度（高电流测量: 2, 10 和20  安培测量）:

2A  系统: ±4mA 10A  系统: ±20mA 20A  系统: (±40mA)

加热电压测量精度: ±0.25%  ，0~50V

热电偶测量精度(T  型): 典型 ±0.1°C,  **大±0.3°C

交流电压：220VAC，5A，50/60Hz

器件的**大的供电电压： 50V（标配）

器件的**大的供电电流： 20  安培(标配)，选配（200A,400A,800A,1000A）

节温的感应电流：1mA, 5mA, 10mA, 20mA, 50mA(标配)，

五．测试数据。

1．下图是器件1260 和2530的节温校准图表，从中可以得到节温和节压的函数关系（线性关

系）。

根据热阻的定义 R=(Tj-Tr)/P      Tj---节温      Tr---参考点温度    P---给器件所加的功率 Tr ---可用电热偶测出来，P--- 软件会自动测试出来 用电学方法来测节温（通过测节压，根据节温和节压的函数关系软件会自动换算成节温。 这样软件会根据测试出来数据自动换算成我们所要的热阻值