1IC封装热阻的定义与测量技术
芯片封装的热阻分析
芯⽚封装的热阻分析概述半导体器件散热的三个主要途径是:封装顶部到空⽓，或者封装顶部到散热⽚再到空⽓封装底部到电路板封装引脚到电路板在JEDEC中以热阻Theta来表⽰，其中ThetaJA参数综合了Die的⼤⼩, 封装⽅式，填充材料，封装材料，引脚设计，外部散热⽚和外部电路板的属性多个因素；ThetaJC和ThetaJB这2个参数是表征芯⽚和封装本⾝的，不会随着芯⽚封装外部环境的改变⽽改变。
关于芯⽚外部温度的趣事半导体元器件"烫⼿"未必不正常，55C摄⽒温度就会让⼈感觉发烫，很多⼤功率的芯⽚，表⾯温度可以达到85C摄⽒度以上。
对于Thermal测量的⼏个参数的困惑JEDEC对芯⽚封装的热性能参数的定义热阻参数ThetaJA，结到空⽓环境的热阻，= (Tj-Ta)/PThetaJC，结到封装外壳的热阻，= (Tj-Tc)/P, ⼀般⽽⾔是到封装顶部的热阻，所以⼀般的，ThetaJC = ThetaJTThetaJB，结到PCB的热阻， = (Tj-Tb)/P热特性参数PsiJT，结到封装顶部的热参数，=(Tj-Tt)/PPsiJB, 结到封装底部的热参数，=(Tj-Tb)/P其中:Tj - 芯⽚结温Ta - 芯⽚环境温度Tb - 芯⽚底部的表⾯温度Tc/Tt - 芯⽚顶部的表⾯温度按照JESD测量⽅法得出的ThetaJA热阻参数是对封装的品质度量，并⾮是application specific的热阻参数，只能是芯⽚封装的热性能品质参数的⽐较，不能应⽤于实际测量和分析中的结温预测。
PsiJT和PsiJB和ThetaXX参数不同，并⾮是器件的热阻值，只是数学构造物。
ThetaJA 结到空⽓环境的热阻ThetaJA是最常使⽤的热阻参数，也是最容易引起误解的参数。
IDT公司的定义ThetaJA = (Tj - Ta)/PThetaJA = (ThetaJB + ThetaBA) || (ThetaJC + ThetaCA);其中ThetaXY = (Tx - Ty)/PAltera公司的定义Without a heat sink, ThetaJA = ThetaJC + ThetaCA = (Tj - Ta)/PWith a heat sink , ThetaJA = ThetaJC + ThetaCS + ThetaSA = (Tj - Ta)/P实际上，Altera公司对加散热器的ThetaJA的定义不够严谨，散热器的引⼊相当于增加了⼀个散热通道，即增加了从管壳(Case)到散热器(heat Sink)的散热通道，所以加⼊散热器后，ThetaJA(heat sink) = ThetaJC + ( ThetaCA || ( ThetaCS + ThetaSA) )由于ThetaCA >> (ThetaCS + ThetaSA), 所以上式才可以近似化简为:ThetaJA = ThetaJC + ThetaCS + ThetaSA, 其中ThetaCS通常是导热硅脂或者硅胶, 热阻⾮常⼩TI公司的定义根据TI⽂档spra953c的描述, JESD定义ThetaJA的初衷是为了⼀种封装的相对热阻性能可以被互相⽐较，⽐如TI公司的某个芯⽚的热阻性能和其它公司的热阻性能做对⽐，前提是两家公司都是⽤JESD51-x中规定的标准⽅法来做测试，但是⼤部分芯⽚的热阻系数不会严格按照JESD51中规定的标准⽅法进⾏测量。
半导体器件结到壳热阻测试研究
半导体器件结到壳热阻测试研究引言：半导体器件的热阻测试是一个关键的环节，它能够评估电子器件之间的热传导性能。
热阻测试可以帮助工程师确定器件的散热性能，从而避免过热造成的损坏和故障。
本文将对半导体器件结到壳热阻测试的研究进行探讨，并介绍一些测试方法和技术。
一、半导体器件热阻的定义和意义1.热阻：热阻是指在单位温度差下，单位面积内热流通过的阻力。
在半导体器件中，热阻是指电子器件之间传热效果的衡量指标。
热阻越小，表示器件的导热性能越好。
2.意义：半导体器件的散热性能直接影响到其稳定性和寿命。
通过热阻测试，可以了解器件的散热性能，并根据测试结果对器件进行设计和优化，从而提高器件的工作效率和可靠性。
二、半导体器件结到壳热阻测试方法1.实验法：实验法是最常用的热阻测试方法之一，可以使用热阻计或热阻测试仪器进行测试。
测试时，将半导体器件和散热器连接在一起，通过加热或给予热源，测量器件结温和散热器壳温，并计算热阻值。
实验法的优点是测量结果准确可靠，但测试过程较为繁琐。
2.数值模拟法：数值模拟法是通过计算机模拟的方法，对半导体器件的热阻进行估算。
这种方法可以根据器件结构和材料参数，计算出器件的热阻，从而在设计和优化过程中提供参考。
数值模拟法的优点是便捷快速，但需要准确的器件模型和材料参数。
3.热红外成像法：热红外成像法是一种非接触式的热阻测试方法，可以通过红外相机对器件的温度分布进行监测和记录。
通过分析红外图像，可以直观地了解器件的热分布情况，并间接估算热阻值。
热红外成像法的优点是非接触式测量、实时性好，但需要较高的设备成本。
三、半导体器件结到壳热阻测试技术1.界面材料的选择：界面材料是影响半导体器件热阻的重要因素之一、合适的界面材料可以提高器件的传热效率，常见的界面材料包括硅脂、硅胶和金属填充物等。
2.导热方法的优化：半导体器件的结到壳热阻受到热传导路径的影响，优化导热方法可以降低热阻。
常见的导热方法包括热泥涂覆、热垫片和热界面材料的使用。
电子元器件热阻测试简介
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
IC封装的热特性-热阻
IC封装的热特性摘要：IC封装的热特性对于IC应用的性能和可靠性来说是非常关键的。
本文描述了标准封装的热特性：热阻(用“theta”或Θ表示)，ΘJA、ΘJC、ΘCA，并提供了热计算、热参考等热管理技术的详细信息。
引言为确保产品的高可靠性，在选择IC封装时应考虑其热管理指标。
所有IC在有功耗时都会发热，为了保证器件的结温低于最大允许温度，经由封装进行的从IC到周围环境的有效散热十分重要。
本文有助于设计人员和客户理解IC热管理的基本概念。
在讨论封装的热传导能力时，会从热阻和各“theta”值代表的含义入手，定义热特性的重要参数。
本文还提供了热计算公式和数据，以便能够得到正确的结(管芯)温度、管壳(封装)温度和电路板温度。
结温-PN结度热阻的重要性半导体热管理技术涉及到热阻，热阻是描述物质热传导特性的一个重要指标。
计算时，热阻用“Theta”表示，是由希腊语中“热”的拼写“thermos”衍生而来。
热阻对我们来说特别重要。
IC封装的热阻是衡量封装将管芯产生的热量传导至电路板或周围环境的能力的一个标准。
给出不同两点的温度，则从其中一点到另外一点的热流量大小完全由热阻决定。
如果已知一个IC封装的热阻，则根据给出的功耗和参考温度即可算出IC的结温。
Maxim网站(制造商、布线、产品、QA/可靠性、采购信息)中给出了常用的IC热阻值。
定义以下章节给出了Theta (Θ)、Psi (Ψ)的定义，这些标准参数用来表示IC封装的热特性。
ΘJA是结到周围环境的热阻，单位是°C/W。
周围环境通常被看作热“地”点。
ΘJA取决于IC封装、电路板、空气流通、辐射和系统特性，通常辐射的影响可以忽略。
ΘJA专指自然条件下(没有加通风措施)的数值。
ΘJC是结到管壳的热阻，管壳可以看作是封装外表面的一个特定点。
ΘJC取决于封装材料(引线框架、模塑材料、管芯粘接材料)和特定的封装设计(管芯厚度、裸焊盘、内部散热过孔、所用金属材料的热传导率)。
关于热阻
Ver.2010-05-07
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关于热阻
[最大容许功率 Pd] IC 在常温(25℃以下)时的最大容许损失是用各 IC 的绝对最大定额消耗功率(Pd)来规定的。 环境温度超过 25℃时，就需变为对应各 IC 封装的热下降曲线(Derating Curve)。 以下显示的是一般的热下降曲线。
Pd [mW]
17
905
17
1110
17
1110
17
111017
1175
5
1815
10
1815
Tj:150℃ Pd
(mW) 420 830 1135 1315 1920 1665 1470 1190 1785 1920 1135 1385 1385 1385 1560 1560 1470 2270 2270
EMP8 EMP14 EMP8-E2 EMP16-E2 DMP8 DMP14 DMP16 DMP20 DMP24 SDMP30 HSOP82) SOP22 SOP28 SOP40 SOT891)2) TO2521)2) PCSP12-C3 PCSP20-CC PCSP20-E3 PCSP24-ED PCSP32-F7 PCSP32-G32) PCSP32-GD2)
VH
IM
VF
VF0
VFSS
图 6 测量电路图
注）VH 是在最大保存温度（Tstg-max）左右和前后各 3 点来设定的值。
[热阻计算] 根据表 2 可以算出θja 和Ψjt。
表 2 热阻的计算公式
热阻计算公式
[θja 计算公式]
θja = ΔTj = K × ΔVF VH × IH VH × IH
[℃／Ｗ]
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半导体芯片结温与系统热阻构成无损检测关键技术分析
半导体芯片结温与系统热阻构成无损检测关键技术分析发布时间：2022-06-22T07:54:52.214Z 来源：《科技新时代》2022年6期作者：宾伟雄[导读] 随着社会经济的发展，机械技术水平不断提高，芯片作为电子系统工作的重要核心，若是其运作温度过高极易造成设备故障、系统瘫痪。
基于此，本文对半导体芯片结温与系统热阻构成无损检测关键技术价值意义进行探讨，并分析该技术要点，以期为相关工作提供有效参考建议。
深圳市德瑞茵精密科技有限公司宾伟雄 518000摘要：随着社会经济的发展，机械技术水平不断提高，芯片作为电子系统工作的重要核心，若是其运作温度过高极易造成设备故障、系统瘫痪。
基于此，本文对半导体芯片结温与系统热阻构成无损检测关键技术价值意义进行探讨，并分析该技术要点，以期为相关工作提供有效参考建议。
关键词：无损检测技术；半导体芯片；结温；热阻引言：当前的电子机械、电子系统都离不开芯片，但是在其运作过程中，其有源区耗散功率和其散热路径上各层材料的热阻，将会使核心器件结温，这不利于电子系统和机械设备的稳定运作。
因此，为提升此类系统与设备的运作可靠性，分析半导体芯片结温与系统热阻构成无损检测关键技术是必要的。
1.探讨半导体芯片结温与系统热阻构成无损检测关键技术价值意义根据长时间的工作经验，电子系统和机械设备中近60%的系统问题就是因为核心器件过热，尤其是微米级别的芯片，其有源区结温程度直接决定了系统运行的稳定性和年限。
除此之外，核心器件结温还与组件、散热器以及自身结构等方面有关，外加界面热阻，都会推高芯片结温。
但是，半导体芯片结温与系统热阻构成无损检测关键技术中使用了一种对半导体温度变化数据进行瞬时采集的技术，并进行相关曲线的绘制，能够以无损、准确的状态对封装器件进行检测，掌握其最高结温参数以及各个路径上的热阻和热容。
而且，针对以往难以攻克的“厚层夹薄层”结构的检测问题，该技术中独创了“逐层推移”测量技术，有效打破现有的检测技术局限。
芯片封装热阻
芯片封装热阻芯片封装热阻是指芯片在运行过程中产生的热量与环境之间的热阻，它对芯片的正常工作和长寿命起着至关重要的作用。
在现代电子产品中，芯片的功率密度越来越高，因此芯片的散热问题也变得越来越突出。
为了解决芯片的散热问题，封装技术被广泛应用。
封装是将芯片安装在特定的封装基板上，并通过封装材料将其与散热器等散热设备连接起来。
封装材料的热导率和散热器的设计都会对芯片的散热效果产生重要影响。
在芯片封装中，热阻是一个重要的参数。
它描述了芯片与散热器之间的热阻，即单位面积上的温度差与单位功率之间的比值。
热阻越小，芯片的散热效果就越好。
因此，在芯片封装设计中，降低热阻是一个关键的目标。
为了降低芯片封装的热阻，设计人员可以采取多种措施。
首先，选择合适的封装材料非常重要。
封装材料应具有较高的热导率和较低的热阻，以便快速将芯片的热量传导到散热器上。
其次，设计合理的散热器结构也是很重要的。
散热器应具有较大的表面积和较好的散热性能，以便有效地将芯片的热量散发到周围环境中。
芯片封装的热阻还受到环境温度的影响。
环境温度越高，芯片的散热效果就越差。
因此，在实际应用中，需要根据环境温度的变化来调整芯片封装的设计和散热装置的选择，以保证芯片的正常工作。
芯片封装热阻是影响芯片散热效果的重要因素。
通过选择合适的封装材料、设计合理的散热器结构和根据环境温度的变化进行调整，可以有效降低芯片封装的热阻，保证芯片的正常工作和长寿命。
在未来的发展中，随着芯片功率密度的进一步提高，芯片封装的热阻问题将变得更加重要，需要不断进行研究和创新，以满足日益增长的散热需求。
IC 封装热阻的定义与量测技术
IC封装热阻的定义与量测技术刘君恺热阻值用于评估电子封装的散热效能，是热传设计中一个相当重要的参数，正确了解其物理意义以及使用方式对于电子产品的设计有很大的帮助，本文中详细介绍了热阻的定义、发展、以及量测方式，希望使工程设计人员对于热阻的观念以及量测方式有所了解，有助于电子产品的散热设计。
介绍近年来由于电子产业的蓬勃发展，电子组件的发展趋势朝向高功能、高复杂性、大量生产及低成本的方向。
组件的发热密度提升，伴随产生的发热问题也越来越严重，而产生的直接结果就是产品可靠度降低，因而热管理（thermal management）相关技术的发展也越来越重要【1】。
电子组件热管理技术中最常用也是重要的评量参考是热阻（thermal resistance），以IC封装而言，最重要的参数是由芯片接面到固定位置的热阻，其定义如下：热阻值一般常用?或是R表示，其中Tj为接面位置的温度，Tx为热传到某点位置的温度，P为输入的发热功率。
热阻大表示热不容易传递，因此组件所产生的温度就比较高，由热阻可以判断及预测组件的发热状况。
电子系统产品设计时，为了预测及分析组件的温度，需要使用热阻值的数据，因而组件设计者则除了需提供良好散热设计产品，更需提供可靠的热阻数据供系统设计之用【2】。
对于遍布世界各地的设计及制造厂商而言，为了要能成功的结合在一起，必须在关键技术上设定工业标准。
单就热管理技术而言，其中就牵涉了许多不同的软硬件制造厂商，因此需透过一些国际组织及联盟来订定相关技术标准。
本文中将就热阻的相关标准发展、物理意义及量测方式等相关问题作详细介绍，以使电子组件及系统设计者了解热阻相关的问题，并能正确的应用热阻值于组件及系统设计。
封装热传标准与定义在1980年代，封装的主要技术是利用穿孔（through hole）方式将组件安装于单面镀金属的主机板，IC组件的功率层级只有1W左右，在IC封装中唯一的散热增进方式是将导线架材料由低传导性的铁合金Alloy42改为高传导性的铜合金。
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散热设计（一）IC封装热阻的定义与测量技术晨怡热管/news/42/2006-10-2 1:29:47日期:2005-11-6 23:34:35 来源:电子设计资源网查看:[大中小] 作者：刘君恺热度：热阻值用于评估电子封装的散热效能，是热传设计中一个相当重要的参数，正确了解其物理意义以及使用方式对于电子产品的设计有很大的帮助，本文中详细介绍了热阻的定义、发展、以及测量方式，希望使工程设计人员对于热阻的观念以及测量方式有所了解，有助于电子产品的散热设计。
介绍近年来由于电子产业的蓬勃发展，电子组件的发展趋势朝向高功能、高复杂性、大量生产及低成本的方向。
组件的发热密度提升，伴随产生的发热问题也越来越严重，而产生的直接结果就是产品可靠度降低，因而热管理（thermal management）相关技术的发展也越来越重要【1】。
电子组件热管理技术中最常用也是重要的评量参考是热阻（thermal resistance），以IC 封装而言，最重要的参数是由芯片接面到固定位置的热阻，其定义如下：热阻值一般常用θ或是R表示，其中Tj为接面位置的温度，Tx为热传到某点位置的温度，P 为输入的发热功率。
热阻大表示热不容易传递，因此组件所产生的温度就比较高，由热阻可以判断及预测组件的发热状况。
电子系统产品设计时，为了预测及分析组件的温度，需要使用热阻值的资料，因而组件设计者则除了需提供良好散热设计产品，更需提供可靠的热阻资料供系统设计之用【2】。
对于遍布世界各地的设计及制造厂商而言，为了要能成功的结合在一起，必须在关键技术上设定工业标准。
单就热管理技术而言，其中就牵涉了许多不同的软硬件制造厂商，因此需透过一些国际组织及联盟来订定相关技术标准。
本文中将就热阻的相关标准发展、物理意义及测量方式等相关问题作详细介绍，以使电子组件及系统设计者了解热阻相关的问题，并能正确的应用热阻值于组件及系统设计。
封装热传标准与定义在1980年代，封装的主要技术是利用穿孔（through hole）方式将组件安装于单面镀金属的主机板，IC组件的功率层级只有1W左右，在IC封装中唯一的散热增进方式是将导线架材料由低传导性的铁合金Alloy42改为高传导性的铜合金。
随着技术的提升，从1990年代开始，半导体及电子封装技术已经有了很大的进步，为了增加组装密度，组件的安装方式采用表面粘着(surface mount)技术，虽然机板采用更多电源层的多层铜箔的机板，然而所产生的热传问题却更为严重。
为了增加封装的散热效能，开始将金属的散热片（heat spreader）插入封装之中。
在1990年代晚期，BGA（Ball Grid Array）的封装型式开始发展，由于面数组的方式可容纳更多的锡球作为I/O，因此封装的体积大量缩小，而相对的机板的I/O线路也越来越小，使封装技术朝向更进一步的演进，产生的热传问题也较以往更为严重。
早期的电子热传工业标准主要是SEMI标准【3】，该标准定义了IC封装在自然对流、风洞及无限平板的测试环境下的测试标准。
自1990年之后，JEDEC JC51委员会邀集厂商及专家开始发展新的热传工业标准，针对热管理方面提出多项的标准【4】，其中包含了已出版的部分、已提出的部分建议提出的部分，热管理相关标准整理成如图一之表格分布。
和SEMI标准相比，虽然基本测量方式及原理相同，但内容更为完整，另外也针对一些定义做更清楚的说明【5】。
图一 JEDEC JC15.1 会议订定之已发表标准、提出之标准及建议之标准SEMI的标准中定义了两种热阻值，即Θja及Θjc，其中Θja是测量在自然对流或强制对流条件下从芯片接面到大气中的热传，如图二（a）所示。
由于测量是在标准规范的条件下去做，因此对于不同的基板设计以及环境条件就会有不同的结果，此值可用于比较封装散热的容易与否，用于定性的比较，Θjc是指热由芯片接面传到IC封装外壳的热阻，如图二（b），在测量时需接触一等温面。
该值主要是用于评估散热片的性能。
随着封装型式的改变，在新的JEDEC标准中增加了Θjb、Ψjt、Ψjb等几个定义，其中Θjb为在几乎全部热由芯片接面传到测试板的环境下，由芯片接面到测试板上的热阻，如图二（c）所示，该值可用于评估PCB的热传效能。
Ψjx为热传特性参数，其定义如下Ψ和Θ之定义类似，但不同之处是Ψ是指在大部分的热量传递的状况下，而Θ是指全部的热量传递。
在实际的电子系统散热时，热会由封装的上下甚至周围传出，而不一定会由单一方向传递，因此Ψ之定义比较符合实际系统的测量状况。
Ψjt是指部分的热由芯片接面传到封装上方外壳，如图二（d）所示，该定义可用于实际系统产品由IC封装外表面温度预测芯片接面温度。
Ψjb 和Θjb类似，但是是指在自然对流以及风洞环境下由芯片接面传到下方测试板部分热传时所产生的热阻，可用于由板温去预测接面温度。
虽然标准下之各种热阻测量值可应用于实际系统产品之温度预测，但是实际应用时仍然有很大的限制。
使用标准的Θja、Θjb、Ψjt、Ψjb等测量参数于系统产品的温度预测时，需注意标准测试条件所用的测试板尺寸、铜箔层及含铜量，也应注意测量时所采用的自然对流及风洞环境和实际系统的差别为何。
大致上来说，由实验测量之热阻值或是热传参数的主要用途是做为IC封装散热效能的定性比较，也就是不论由哪家封装厂封装，只要符合标准方式，就可以比较其散热状况，对于封装散热设计或热传状况有很大的帮助。
另外就是实验测量之值也可做为数值仿真的验证及简化之用。
热阻测量方法介绍由于一般IC封装时芯片接面会被封装材料盖住，而无法直接测量芯片工作时其接面发热的温度，因此热阻测量所采用的方式一般是利用组件的电性特性来测量，例如芯片上的二极管或晶体管的温度及电压特性。
电性连接的方式如图三所示【6】，以二极管而言，由于其顺向偏压和温度会呈线性关系，因此可用来做为温度敏感参数(Temperature Sensitive parameter)。
由于一般实际的芯片上并不一定有容易测量的二极管接脚，再加上许多封装需在封装实际芯片之前就要测量封装之热阻值，因此大部分是采用热测试芯片（thermal test chip）来进行封装的热阻测量如图四所示【6】。
热测试芯片的制造目前已有许多厂商的产品可供利用，其一般的设计标准在SEMI 320-96、JEDEC JESD51-4以及MIL883等标准中有详细的介绍，一般的热测试芯片中包括了温度感应组件、加热用电阻以及用来连接的金属垫，有的芯片之间有电桥之设计，可使芯片做不同面积之组合，图五为两种热传测试芯片。
图三利用组件中二极管测试的实验【6】图四利用热测试芯片测试的实验【6】图五两种不同的热测试芯片设计(a)Delco (b)IMECPTCA测量之前的准备工作首先将和真实芯片相同大小的热测试芯片依各种封装型式的需求封装起来，再依其粘着方式焊接于测试板上，如图六所示。
热测试板有两层板及四层板两种，仿真低热导性板及高热导性板两种状况。
将封装上有讯号传出的接脚以细电线连接到测试板下方的金手指，将测试板插入连接器中，接出所需的讯号。
由于热测试芯片的供应电流、输出电压以及电阻值各供应厂商都有提供测量值，测量前最好先以电表及定电源供应器确定讯号线的连接是否正确。
以下将介绍Θja、Θjb以及Θjc之测量方式。
图六两种不同封装之测试板设计(a)面数组型式（b）导线架接脚型式1. Θja之测量其测量过程分为温度敏感系数的校正以及自然和风洞测试环境的测量两个部分。
其主要设备包括电表、定电流供应器、电源供应器、温度记录器、恒温箱、自然对流测试箱以及风洞装置。
测量时首先需决定封装的温度敏感参数TSP（temperature sensitive parameter），该值为二极管之输出电压值。
供应微小电流到封装中，将封装置于恒温箱中加热到固定温度，等到封装内部及环境温度到达稳定，测量封装表面的温度值，记录二极管电压输出（TSP）值。
记录几点不同的温度及电压值，做出温度校正线，如图七所示，找出实验值的斜率，称为K因子（K factor）。
图七 TSP参数校正线接下来将封装及测试板放入自然对流的测试箱中，如图八所示，输入固定电源加热芯片，记录输出电压，利用温度校正线换算芯片接面的温差值，如式（4）所示，再利用式（5）计算出热阻值。
图八自然对流封装测试其中TA0为输入电源前的温度，而TAss为到达稳定状态时的温度。
作风洞实验时，如图九所示，先将封装及测试板放置于风洞中固定位置，调节风洞固定风速，再输入不同电源加热芯片，记录在不同风速下的输入电源、输出电压及环境温度，利用温度校正线算出芯片接面温度，再利用式（1）计算出热阻值。
图九封装热阻测试风洞2. θjc之测量θjc之测量虽然在SEMI G30中有介绍，主要是利用温度控制的散热片或是温度控制的流体槽方式，使热由单一方向传递，但实际测量不同型式的封装时有困难，因此JEDEC中尚未定义出测量方法，主要的原因是必需全部的热由封装上方传出，由于封装的热会经由接脚或锡球传递，因此在一般环境之下很难控制全部的热传向上方，造成实际测量时会有热损失。
其二是依定义所测量的面必须最接近芯片接面以及维持等温面，这也使得实际测量上有困难。
最近一种新的测量方式受到注意【7】，其主要是利用热传的瞬时趋近方式，将瞬时量得的热阻分成三个部分，即由芯片接面到封装外壳之热阻θjc、接口材料之热阻θi以及散热片或冷板(cold plate)之热阻θcp，其测试装置如图十所示，其中θi为常数，在瞬时下测量θjx、θcp之值，由下式可算出θjc之值。
由于利用瞬时特性，因此可避免等温面等问题。
图十θjc测量装置【7】3. θjb之测量Θjb之测量在JEDEC51-8中有详细的记载，需利用环型冷板（ring cold plate），将测试板及封装夹于中间，利用水冷的方式冷却铜板，使测试板温度降低，如图十一所示。
冷板夹到测试板的焊接线路上，离接脚最小5mm的距离，将热电偶焊接于封装接脚以测量板温，封装及测试板的正上下面则以绝缘材料以隔绝热散失，需注意挟持的力量大小。
测量时首先需测量封装之K因子，其方式如上所述，将测试板及封装夹入环型冷板中，等温度达到平衡，测量板温及TSP 值之变化，利用 (7)式算出热阻值。
图十一θjb测量装置及示意图结论热阻值是电子组件设计时很重要的参数，因此如何精确的量出热阻值就成为很重要的技术。
本文中就热阻相关标准的发展、物理意义及测量方式等相关问题作详细介绍，希望使电子组件及系统设计工程师能明了热阻值的相关原理及应用，以解决组件及系统过热问题。
然而利用标准的测量方法测量出的热阻值在设计应用时仍然须注意一些重点，当系统环境与标准的测试环境不同时（如PCB的大小及风速）热阻值会有所不同，因此利用标准方式量出的热阻值最好是作为性能比较或是数值验证之用，用作实际设计时则仅供参考，否则会产生较大的误差。