电子元器件热阻测试简介
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功率电子器件界面热阻和接触热阻是如何测量的?随着微电子技术的发展，电子芯片不断的趋向于小型化、集成化，热量通常被认为是电子系统前进发展的限制性因素，在电子设备热设计领域，热量的积累，温度上升过高对器件的寿命和可靠性都会产生非常不利的影响。
有研究表明，当工作环境为70℃~80℃时，工作温度每提高1℃，芯片的可靠性将下降5%。
因此，对于界面热传导的研究就变得尤为重要。
在各种功率电子器件中，电子器件产生的热量由内而外的传递需要经过数层接触面，不同材料相互接触时会产生界面，界面对热流有阻碍作用, 而界面热阻的概念亦即运用于此。
界面热阻的精准测量也是在集成电路设计时选择热界面材料重要因素——当热量流经接触界面时，将产生一个间断的温度差∆T，根据傅里叶定律，界面热阻Rimp可表述为：Rimp=(T1T2)/Q。
其中，Rimp为界面热阻，T2为上接触部件的界面温度，T1为下接触部件的界面温度，Q为通过接触界面的热流通量。
这里展示一个典型封装结构：在热量由芯片传递至散热器的过程中，需要经过多个固固界面。
当两个部件之间进行接触传热时，由于固体表面从微观上粗糙不平，部件之间实际上是通过离散的接触点进行接触传热的，有研究表明，这之间的实际接触面积不到部件对应表面积的3%，因而产生了非常高的界面热阻。
当界面填充有TIM时，增加了实际的接触面积，界面热阻的数值也随之减少。
界面热阻包括接触热阻和导热热阻两部分，各类热阻的关联如下图所示：那么界面热阻和接触热阻是怎么样测量的呢?在实际应用中，为了充分表征热界面材料的导热能力，材料本身的导热率和热阻的准确测量是必须的。
其实，界面热阻的测量非常简单，目前业内常用于热阻测试的标准为ASTM D5470，根据上面提到的傅里叶公式Rimp=(T1T2)/Q，常用的测试设备可以直接或间接测得上下界面的温度和流经的热通量，进而得到材料的表观界面热阻。
而由界面热阻引申而来，可以进一步得到接触热阻和导热系数：Rimp=1/λS*L+Rcon。
gan功率器件的热阻的测试电路
gan功率器件的热阻的测试电路我们需要了解什么是gan功率器件的热阻。
热阻是指在电子器件中传导热量的阻力，其单位为°C/W。
热阻的大小直接影响着器件的散热效果，对于功率器件来说尤为重要。
因此，需要设计一个测试电路来准确测量gan功率器件的热阻。
测试gan功率器件的热阻的电路通常由以下几个主要部分组成：电源供应、温度传感器、热沉和测量电路。
电源供应是为测试电路提供稳定的电源电压和电流的部分。
对于gan功率器件来说，常用的电源电压是12V或24V。
电源供应需要具备稳定输出和较低的噪声水平，以确保测试结果的准确性。
温度传感器是用来测量gan功率器件的温度的部分。
一种常用的温度传感器是热电偶，其原理是利用两种不同金属的热电效应产生的电压差来测量温度。
在测试电路中，温度传感器通常与gan功率器件直接接触，以获取准确的温度信息。
热沉是用来散热的部分，它可以有效地吸收和传导gan功率器件产生的热量。
热沉通常由金属材料制成，具有良好的导热性能。
在测试电路中，热沉与gan功率器件紧密连接，以提供最佳的散热效果。
测量电路是用来测量gan功率器件的温度和电流的部分。
测量电路通常包括模拟电路和数字电路两部分。
模拟电路负责将温度传感器输出的模拟信号转换为数字信号，然后传输给数字电路进行处理和显示。
数字电路负责显示gan功率器件的温度和电流数值，并提供数据存储和传输功能。
在测试gan功率器件的热阻时，需要注意以下几个关键点。
首先，测试电路应具备较高的精度和稳定性，以保证测量结果的准确性。
其次，测试电路应具备较低的噪声水平，以避免干扰对测量结果的影响。
此外，测试电路还应具备良好的热平衡性能，以确保测试结果的可靠性。
总结一下，gan功率器件的热阻测试电路是一个关键的测试工具，用于评估器件的散热性能。
该电路由电源供应、温度传感器、热沉和测量电路组成，通过测量gan功率器件的温度和电流，来计算热阻的数值。
设计一个准确、稳定和可靠的测试电路对于评估gan功率器件的性能至关重要。
电子元件接触热阻详述(米克)
图3(b)中这个物体的热阻该怎么定义呢？哪一点 如对一根电线，L 是长度，A 是截面积，ρ 是电阻率， 的温度是T ？用多大的Q ？是总的Q 还是从T 流到T 2 2 2 它与物质本身的特性有关。请注意，上面所示的简单 的Q 呢？怎么测量呢？ 公式告诉我们，不用担心在通过导线的时候电流会流 这样一个简单的问题就阻止了人们用热阻来度量 向周围环境中而损失掉。末端的电流等于始端的电流， 传热吗？不，没有。如果你知道怎么使用热阻这个概 因为空气是极其不良的导电体。 念，他仍然是很有用的性能参数。 现在，让我们来看一下一维导热问题： T1 − T2 T1 − T2 T 1 − T2 = = L L/KA Rth 高的热阻是好还是不好呢？问题的答案要依赖于 你是想要散出热量还是想保存热量。如果你想通过散 Qcond = KA (1) 热来保持物体“凉爽” ，就需要低热阻。如果你想保存 你有的热量，你就需要高热阻。我希望我家的墙壁有 非常高的热阻，这样我就能保存热量。然而，如果我
(4) 阻存在。芯片用某类环氧物贴在引线框上。在此我们 假设结是理想地贴在芯片和引线框上。如果结点和引 这就意味着，例如如果我们关心一个电子元器件 线框接触面积比引线框的面积小的话，热散过程还存 的散热问题，在热量能够到达环境之前，必须克服至 在另一个接触热阻。从引线框，热不得不首先进入外 少两个热阻。第一个热阻是从发热部位到器件表面， 壳，然后转弯，进入引线。一路上，引线和外壳之间 第二个热阻是从表面到环境。当我们使用更高导热系 存在热传递（因为外壳急切的希望自己能与外界环境 数的材料时，我们只解决了第一个热阻。为了减小第 进行热交换） 。一旦引线走出封装，他就暴露在周围环 二个热阻，我们必须处理h。这里不再深入讨论，我们 境中并进行自己的热交换。从而热进入电路板并在与 将在其他独立的教程来介绍。 板周围环境进行热交换的时候沿板扩散。
热敏电阻的工作原理及作用
热敏电阻的工作原理及作用
热敏电阻（简称RTD）是一种以温度为被测参量的电子元件，它的工作原理是采用热
传导的原理，通过电子元件的变化来检测温度变化。
热敏电阻不仅具有温度传感和检测、
测量和控制的功能，而且还具有良好的耐用性、使用寿命长、能够把温度变化转化为电信号，优越的抗干扰能力等。
1、温度检测。
热敐电阻主要用作温度检测，充分利用电子元件的电压或电流的变化
来检测温度变化。
它可以直接转化成温度信号，准确、稳定地测量温度，用于工业温控系
统的监控和控制。
2、抗干扰能力。
与普通温度传感器相比，热敏电阻具有更好的抗干扰能力，可以有
效抑制外界干扰因素，准确可靠地测量温度。
3、取样系统。
热敏电阻可以作为取样系统的一部分，此时它可以检测工作过程中的
温度变化，准确可靠地检测温度。
4、测量电流。
热敏电阻可以作为电路中测量电流的校准元件，用来检测电流的场强，灵敏度高，准确度高，测量准确性好。
5、环境控制。
热敏电阻可以用于监测和调节环境温度，使它们保持在所需的范围内。
热敏电阻已经用于化工、机械、建筑物空调、污水处理、矿业、食品等诸多行业的温
度控制，在工业自动化控制和电路调整中发挥着重要作用。
热敏电阻概要及测试方法
电流－时间特性：
表示PTC元件的自热和外部热耗散达到平衡之前 的电流与时间的关系。在PTC元件施加某一电压的 瞬间，由于初值较小，电流迅速上升；随着时间的 推移，因PTC元件的自热功能，进入正温电阻特性 区域，阻值急剧增加，电流大幅下降，最后达到稳 定状态。电流达到稳定状态的时间取决于PTC元件 的热容量、热耗散系数和外加电压等。
基本特性
电阻－温度特性：
表示PTC电阻与温度的关系，有两种类型：
1.缓慢型（补偿型或A型）：PTC元件具有一般的线性阻温 特性，其温度系数在＋（3～8）﹪/℃，可广泛的应用于 温度补偿、温度测量、温度控制、晶体管过流保护。 2.开关型（B型）：又称临界PTC元件,在温度达到居里点后， 其阻值急剧上升，温度系数可达＋（15～60）﹪/℃以上， 可用于晶体管电路以及电动机、线圈的过流保护。电动机 及变压器的电流控制。各种电路设备的温度控制和温度报 警及恒温发热体等。
注意：
a) 加电压的过程中要保持电流不超过 0.5A。 b) 试验时注意高压安全。
4)低温阻值
(1) 将热敏电阻串联焊接在 PCB 板上，并在每个热
敏的两端接出引线。 (2) 将热敏电阻放在高低温试验箱内，引出端放在高 低温试验箱外。 (3) 将箱体温度降到-40℃并保持2h，用万用表测量 热敏电阻的阻值。
注意：测量零功率电阻的时间应该控制在 10s以内。
5) 居里温度试验
伏－安特性（静态特性）：
它表示当PTC元件施加电压后，因本身的自热功 能，所产生的内热和外热达到平衡后电压和电流的 关系。电流增加到最大，元件表面温度也增加到最 大，元件自动调节温度，所以PTC元件可以作为恒 温加热元件，如保温器、电热器和恒温槽等。 当工作点工作在最大值以下，PTC有限制大电流 作用。当电路在正常状态时，PTC元件处于低阻状 态，如电路出现故障或因过载有大电流通过元件时， PTC处于高阻状态。
元器件热阻要求
元器件热阻要求元器件热阻是指在电子元器件中，当电流通过元器件时，由于电阻产生的热量与元器件的温升之间的比值。
热阻通常用单位面积的温度升高来表示，单位是摄氏度每瓦特（℃/W）。
热阻是电子元器件设计中十分重要的参数之一，它直接关系到元器件的温度升高情况。
过高的温度会导致元器件的性能下降，甚至损坏。
因此，合理地选择元器件热阻是确保电子设备正常工作的关键。
在选择元器件热阻时，一般需要考虑以下几个因素：1. 元器件功率：功率越大，热量产生越多，需要选择较低的热阻来保持元器件温度升高在可控范围内。
2. 散热条件：不同的散热条件下，元器件的热阻要求也不同。
例如，在空气中散热和使用散热器散热时，元器件的热阻要求会有所不同。
3. 工作环境温度：工作环境温度越高，元器件的热阻要求就越低，以确保元器件能够在高温环境下正常工作。
根据以上因素，我们可以根据元器件的规格参数和工作条件选择合适的热阻。
在实际应用中，我们可以通过以下几种方法来降低元器件的热阻：1. 优化散热设计：合理设计散热系统，提高散热效率，减小元器件的温度升高。
2. 选择合适的散热材料：选择具有良好导热性能的散热材料，如铜、铝等，以提高散热效果。
3. 增加散热面积：通过增加散热面积，可以增加热量的散发，降低元器件的温度升高。
4. 使用散热器：对于功率较大的元器件，可以使用散热器来增加散热面积，提高散热效果。
5. 合理布局元器件：在电路板设计中，合理布局元器件，避免元器件之间的热交换，减小热阻。
在元器件设计中，合理选择和控制元器件的热阻，是确保元器件正常工作的关键。
通过合理的散热设计和优化，可以降低元器件的温度升高，提高整个电子设备的可靠性和稳定性。
因此，在电子元器件设计中，我们应该充分考虑元器件的热阻要求，以保证电子设备的性能和寿命。
简述热阻的检测方法
简述热阻的检测方法嘿，咱今儿就来聊聊热阻的检测方法。
热阻这玩意儿，就好像是个关卡，咱得想法子搞清楚它的底数呀！你想啊，热阻就像是一条道路上的阻碍，它会影响热量的传递呢。
那咱怎么知道这个阻碍有多大呢？这就得靠检测啦！有一种常见的方法叫稳态法。
啥是稳态法呢？就好比跑步比赛，等选手们都稳定在一个速度上跑了，咱就能看出个大概了。
在热阻检测里，就是让热量的传递达到一个稳定的状态，然后通过测量一些关键的数据，来算出热阻。
这就好像我们知道了跑步的距离和时间，就能算出速度一样。
还有一种方法呢，叫瞬态法。
哎呀呀，这就像是抓拍瞬间的精彩镜头！它能快速捕捉到热量传递过程中的变化，然后从中分析出热阻来。
就好像咱看到一个精彩瞬间，就能大概猜到整个过程是咋样的。
你说这热阻检测是不是挺有意思的？就像侦探破案一样，通过各种线索和方法来找出真相。
咱得细心又耐心，才能把热阻的秘密给挖出来呀！比如说，在稳态法里，测量的仪器得够精准吧，不然得出的数据可就不靠谱啦。
那要是仪器不准，不就跟迷路了一样，找不到正确方向啦？而且操作的时候也得小心谨慎，稍微有点差错，可能结果就大不一样咯！瞬态法呢，也有它的讲究。
要能快速准确地抓住那一瞬间的变化，这可不是随便谁都能做到的哟。
这得需要技术和经验的双重加持呀！咱想想看，如果没有这些检测方法，那很多和热相关的东西不就乱套啦？像电子设备，要是热阻没搞清楚，说不定用着用着就出问题啦。
还有那些需要严格控制温度的地方，没了准确的热阻检测，那不就跟没头苍蝇似的啦？所以说呀，热阻的检测方法可太重要啦！它们就像是我们的秘密武器，帮助我们在热的世界里游刃有余。
咱可得好好掌握这些方法，让它们为我们服务呀！总之，热阻检测可不是小事，它关系到好多方面呢，咱得重视起来，把它搞清楚，弄明白，这样才能让各种和热有关的东西更好地发挥作用，为我们的生活带来便利呀！。
功率器件热阻测试方法
功率器件热阻测试方法
功率器件热阻测试方法主要包括以下步骤：
1. TSP确定：根据器件类型选择适当的参数作为TSP，例如对于BJT可以
选择基射极电压VBE，对于MOSFET可以选择源漏电压VSD，对于IGBT
可以选择集射极电压VCE或栅射极电压VGE，对于二极管可以选择正向压
降VF作为TSP。
2. K系数求取：测量TSP与温度的关系从而得到K系数。
例如，以二极管
为例，TSP为VF，将器件放置在恒温环境下，对待测器件加测试电流IM，改变测量温度，在温度稳定后，测量对应的VF，建立VF与温度的对应关系。
3. 测量结温：电学法测试结温有静态测试和动态测试两种方式。
静态测试
是指通过测量器件在不同温度下的V-I特性曲线来计算结温。
动态测试是指通过测量器件在不同频率下的开关特性曲线来计算结温。
4. 热阻计算：根据测得的TSP、K系数和结温，利用相关公式计算热阻。
例如，对于二极管，可以利用以下公式计算热阻：Rth = (Tj - T0) / (I A K)，其中Tj为结温，T0为环境温度，I为测试电流，A为散热面积，K为K系数。
需要注意的是，不同类型和规格的功率器件热阻测试方法可能有所不同，具体操作应根据器件的数据手册和测试规范进行。
同时，测试过程中应保证测试环境温度、湿度等参数的稳定和准确测量，以获得准确的测试结果。
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热阻－热阻的测试原理
测试原理 功率测量
（1）固定U，测I U：功率源表, 直流电源
温度测量 TA/C
TJ 热电偶 无法直接测量
I：示波器 （2）固定I，测U(常用) U：功率源表, 直流电源
I：示波器
热阻－ JEDEC 标准的封装热阻测试法
原理：
R JX
TJ X
PH
TJ TJ 0 TJ
热阻－ JEDEC 标准的封装热阻测试法
步骤： 第一步：先根据脉冲电压不产生自热，维持 电流Im不变，施加变化的环境温度，测出对 应的变化的电压VFm，绘出电压——温度曲 线，求出斜率K（℃ / mV）。
第二步：施加功率电流/电压产生自热，对
DUT加热至稳定温度。 第三步：切换到测试电流Im，测出此时电 压，再利用K求出此时的结温。 TJ = TJ0 + △TJ (△TJ = K*△TSP)
T_hea Rθjc t 51.39 44.1 2.276 1200 3.204469 50.14 43.3 2.28 1200 3.001136 3.2567 5.218973 5.696491 5.43325 52.02 44.6 2.278 1200 56.25 44.6 2.232 1200 56.25 43.5 2.238 1200 56.25 44.1 2.236 1200
电子元器件热阻测试简介
20190212
热阻－什么是热阻
功率半导体器件在工作中总会产生一定的热量，倘若这些热量不能及时有
效地传播出去，就会造成器件内部热积累，结温上升，使得器件可靠性降
低，甚至造成器件功能失效，无法安全工作。 热阻是表征物质材料阻止热量传递的能力的综合参数，也就是直接反映器
件散热性能好坏的参数。热阻越小，则散热能力越好。
热阻－ JEDEC 标准的封装热阻测试法
数据测量要求：
电压测量量具，精度要求误差低于0.5％并且分辨率要达
到0.5MV或者更高； 温度测量量具，精度要求1 ℃ 分辨率0.1 ℃ ； TSP温度跨距至少达到50℃，减少电压测量误差；必须在 被校准设备的表面测量校准环境的温度。 取决于器件技术和制造工艺，一些器件可能表现出非线 性电压 - 温度关系。在热测试开始之前必须验证线性假 设； 可以通过给定不同功率测试热阻来确定测试有无异常； 测试报告至少包含5颗样品数据； 为了测量重复性监测和测试设置拆卸检查，建议建立校
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
热阻－ JEDEC 标准的封装热阻测试法
注意事项： a. 测试电流选取 流过温度感应二极管的测试电流必须足够的大，同时又必须足 够的小以保证该电流不会产生明显的自热效应。感应电流过 大，会导致结温明显变化；感应电流过小，会导致正向压降值 测量误差较大。其数值一般选在二极管正向导通I-V特性曲线拐 点左右的范围内，通常为5mA 至100mA，具体与二极管的尺寸 有关。 b.从功率脉冲切断到测试电流灌入之间的时间必须考虑。这段 时间器件冷却，结温有所下降。所以，电子开关的切换时间必 须足够的短（几十微秒数量级的范围）----解决方案，测试电 流不断开，一直存在。 c. 热稳态建立 器件内部产生的热量传播到外界并最终建立起稳定状态需要一 定的时间。因此，热阻的测量需要在这一稳定状态建立起来之 后才能进行。
准标准（标准件）。
热阻－热阻测试报告
All factors during RθJC Test Process Samples' Information Test NO. #1 S6002T 8JC01 #2 #3 #1 S6002T 8JC02 #2 #3 VT measurement at various junction temperatures 19 803 803 803 796 796 796 50 754 754 754 746 746 746 75 714 714 714 708 708 708 100 673 673 673 667 667 667 125 634 634 634 629 629 629 Unit ℃ K ℃ / mV 1.599 1.599 1.599 1.5767 1.5767 1.5767 V VFH 1.138 1.14 1.139 1.116 1.119 1.118 A IH 2 2 2 2 2 2 MV VF0 798 798 798 798 798 798 MV VFf 751 753 750 744 744 744 ℃ T0 22 22 22 22 22 22 ℃ Tj ℃ Tc W PH S ℃/W
K line
1000 800 600 400 200 0 0 50
y = -1.599x + 833.61 R² =1 1000 800 600 400
K line
y = -1.5767x + 825.56 R² = 0.9999
200
0 100 150 0 50 100 150
TJ = TJ0 + △TJ (△TJ = K*△VF)
热阻－热阻分类 I
结壳热阻
结到环境的热阻
DUT：Device Under Test
热阻－热阻分类 II
瞬态热阻：许多半导体器件是在脉冲功率条件下工作的，显 然器件的工作结温与脉冲宽度及占空比有关，因此在很多场 合下需要了解器件与施加功率时间相关的热特性。瞬态热阻 的表达式为
稳态热阻：当功率的持续时间足够长，器件有源区热量的产 生与散热达到动态的平衡，此时有源区温度不再随时间变 化，这时的瞬态热阻就是稳态热阻。
TJ K TSP
RθJX 表示结到某点的热阻，K 表示二极管两端压降随温度变化的系数，一般 是每升高一度，二极管两端压降降低大约2mV。ΔTSP 表示压降变化的大小， 通过这两个参数我们就可以知道结温在加热前和加热后升高了多少。而壳温 是可以用热电偶测得的，功率等于电压电流的乘积，所以结壳或者结到环境 的热阻就可以求得了。