芯片热阻测试

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Anatech技术介绍

Anatech技术介绍

1厂家介绍:型号Phase12热阻测试系统产自美国Analysis Tech(Anatech)公司,其研发团队均来自于美国麻省理工。

本系统具备JEDEC51-1所定义的动态和静态两种测试方法,也满足IEC60747和美军标MIL750/883等标准的测试要求,并可实现JEDEC 51-14所给定双界面测试方法之功能。

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. 在全世界有几百家知名企事业单位使用该品牌的热阻测试系统.该系统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等功率器件的热阻测试及分析。

尤其擅长于半导体功率器件及IGBT模块的热阻参数的测试与分析。

可完成器件的Rja,Rjc,Rjb Rjl等热阻参数的测试在美军标MIL-750中所用的标准曲线就是取自于该司PHASE10设备所测的曲线(见附图1)。

2.系统的功能:系统具备极强的测试与分析功能,可测试稳态热阻,瞬态热阻,粘接工艺的评估,多芯片器件热阻测试,浪涌测试等。

测试后可得出的曲线有:K曲线,升温响应曲线,降温曲线,微分结构函数曲线,积分结构函数曲线,时间谱曲线,在不同占空比条件下测试动态热阻抗的曲线,SOA安全工作区曲线等。

可构造出以Ri和τi为自变量功率器件瞬态热阻(Zth(j-c))的n阶分析函数,并可根据Ri和τi以及Ci的数据生产该器件的热阻热容结构图。

机器自动记录绘制这些曲线同时还提供采样点的数据。

且具有良好的测试重复性。

3.系统技术指标:New Extended Heating Voltages:热阻的分辨率为0.0001,热阻测试的精度为±1%.加热电压测量精度Heating voltage measurement accuracy:±0.2% of reading ±0.025% of full scale (typical 30V full scale)低范围加热电流精度Heating current, low-range measurement accuracy:2A systems:±1mA,10A systems:±5mA,20A systems:±10mA高范围加热电流精度Heating current, high-range measurement accuracy:2A systems:±4mA,10A systems:±20mA,20A systems:±40mA热耦精度Thermocouple measurement accuracy (type T standard):±0.1°C typical,结温测量精度Junction temperature measurement accuracy:±0.1°C typical,±0.01°C. 结温测量延时Junction Temperature measurement delay: 1 microseconds minimum。

多芯片陶瓷封装的结-壳热阻分析方法

多芯片陶瓷封装的结-壳热阻分析方法

多芯片陶瓷封装的结-壳热阻分析方法 高辉;仝良玉;蒋长顺 【摘 要】随着半导体行业对系统高集成度、小尺寸、低成本等方面的要求,系统级封装(SiP)受到了越来越多的关注.由于多芯片的存在,SiP的散热问题更为关键,单一的热阻值不足以完整表征多芯片封装的散热特性.介绍了多芯片陶瓷封装的结-壳热阻分析方法,通过热阻矩阵来描述多芯片封装的散热特性.采用不同尺寸的专用热测试芯片制作多芯片封装样品,并分别采用有限元仿真和瞬态热阻测试方法分析此款样品的散热特性,最终获得封装的热阻矩阵.

【期刊名称】《电子与封装》 【年(卷),期】2016(016)007 【总页数】4页(P1-4) 【关键词】多芯片封装;陶瓷封装;热阻;热仿真;热阻测试 【作 者】高辉;仝良玉;蒋长顺 【作者单位】无锡中微高科电子有限公司,江苏无锡214035;无锡中微高科电子有限公司,江苏无锡214035;无锡中微高科电子有限公司,江苏无锡214035

【正文语种】中 文 【中图分类】TN305.94 系统级封装(SiP)通常指将一个功能性的系统或子系统组装到单一的封装内。为了实现系统性的功能,SiP包含两颗以上具有不同功能的芯片,可能还有无源器件、MEMS等,芯片可能有2D排布或三维堆叠的形式。SiP满足了半导体行业对系统高集成度、小尺寸、低成本等方面的要求,因此受到了越来越多的关注。随着系统集成度的提高,封装体内热流密度增大,SiP的热管理和热分析变得更为关键。 陶瓷封装由于其气密性的特点,多被用在航空航天等军事领域。对于单芯片封装,封装器件的结-壳热阻可以根据相关的标准进行测试,如GJB548B-2005(方法 1012热性能)、GB/T14862-93或 JEDEC JESD51-14等[1]。由于SiP产品中存在多颗芯片,采用单一的热阻值很难准确描述内部多芯片的散热情况及芯片之间的耦合加热情况。 本文介绍了多芯片陶瓷封装的热阻分析方法,并采用不同尺寸的专用热阻测试芯片制作2D多芯片陶瓷封装样品,分别采用有限元方法和瞬态电测试法对封装电路进行热阻分析。 2.1 多芯片封装热阻分析方法介绍 封装的散热特性一般用热阻的概念来衡量,对于单芯片封装,热阻的定义如式(1)所示。 其中,Rjx表示芯片到某一参考位置的热阻,Tj为芯片结温,Tx为参考点的温度,Pd为芯片的功耗。对于陶瓷封装,常用的为热阻结-壳热阻(Rjc),表示芯片到封装外壳的散热性能。Rjc体现封装自身的散热能力,后期的板级、系统级热分析可以用此参数简化分析模型。 系统级封装(SiP)的芯片排布可以采用3D堆叠或2D平铺的方式,由于芯片之间存在相互加热现象,采用单一的热阻值不能有效描述封装的散热特性。多颗芯片同时发热的情况下,芯片的结温可以采用叠加原理来分析,即芯片温升等于自身加热功率造成的温升与其他芯片对其加热造成温升的叠加效果。 对于一个包含N颗芯片的封装,可以采用N×N阶的热阻矩阵来描述封装的散热特性[4~5]。如图2所示的SiP器件包含两颗芯片,则最终获得的热阻矩阵结构如式(2),其中Rii为每颗芯片的自热阻,表示每颗芯片到封装外壳的散热特性;Rij为耦合热阻,表示第i颗芯片对第j颗芯片的耦合加热效果。 Rii可以按照单芯片封装的热阻分析方法进行确定,本文采用瞬态热阻分析法进行自热阻的测试,下文将进行介绍。 对于耦合热阻Rij,主要用来表示芯片间的相互加热作用。本文采用的计算方法如下: 其中,ΔPi为第i颗芯片的功耗变化值,Ti和Tj分别为第i和第j颗芯片的结温。 2.2 瞬态热阻测试方法 热阻测试中必须先测得芯片结温,目前业界多采用电学测试法测试芯片结温,具体可参照JEDEC JESD51-1电学法测试标准。根据GJB548B(方法1012热性能)进行陶瓷封装结-壳热阻测试时,除了芯片结温,还需要采用热电偶进行封装外壳温度(Tc)的测量。Tc的测试点一般在芯片的正下方,通常为外壳的最高温度点;但对多芯片封装来说,由于封装体内包含多颗芯片,最高壳温位置很难确定。 瞬态热阻测试法主要是根据对一个垂直于发热面的一维传热路径,当施加/断开加热功率后,发热面温度的变化与时间的平方根呈线性关系。根据JEDEC JESD51-14瞬态双界面热阻测试方法,将待测器件贴于冷板上,改变器件与冷板界面状态(一次不添加填充物,另一次添加导热硅脂或油类物质)进行两次测量,并对两次测量的温度响应曲线进行处理获得结构函数曲线,则两条曲线分离点之前的热阻即为待测器件的结壳热阻。采用瞬态法进行热阻分析时,可以省略对壳温的测量,更适合于多芯片的热阻测量。 3.1 多芯片封装器件 图3所示为一款CSOP24型陶瓷封装外壳界面图及其内部的芯片分布,封装体内共包含3颗芯片,其中,芯片1和芯片3的面积为1.91 mm×1.91 mm,芯片2的面积为3.82 mm×3.82 mm,芯片的距离如图中所示,芯片1和芯片3距离约1.0 mm,芯片1和芯片2距离约0.64 mm。为方便对封装芯片结温的测量,3颗芯片均为专用热阻测试芯片,芯片中心约80%的面积为有效发热区域,温敏二极管处于芯片中心的位置。 3.2 多芯片封装结-壳热阻测试 根据JEDEC JESD51-14双界面瞬态热阻测试方法对CSOP24进行结壳热阻测试。热阻测试采用T3ster瞬态热阻测试仪进行,封装电路贴在冷板上,冷板通过20℃氟油进行恒温冷却。根据2.2部分瞬态法热阻测试方法,分别对每颗芯片单独施加功率,待芯片温度稳定后,断开加热功率,记录3个芯片的降温曲线;改变器件与冷板的界面状态进行第二次测试,并记录芯片的降温曲线。根据每颗芯片前后两次的降温曲线,分别获得自热阻和耦合热阻值。 图4为测试软件处理后得到的芯片1自热阻结构曲线,经软件的自动处理计算,确定自热阻(R11)为11.36℃/W,按照式(3)计算芯片间的耦合热阻R12为14.1℃/W。同样的方法获得其他几组热阻数据,如表1所示。 3.3 测试结果与分析 通过测试获得的热阻测试矩阵如式(4)所示。由于每个热阻测试芯片的温敏二极管在芯片的中心位置,所获得的芯片降温曲线也都是芯片中心点的降温曲线,因此按照式(3)计算得到的耦合热阻值比实际值大。 从测试结果看,芯片1和芯片3大小相同,但由于加热功率有差异,热阻值也出现一定的差异。整体的热阻矩阵并不呈对称分布,小芯片(芯片1和芯片3)对大芯片(芯片2)的加热作用要弱于大芯片对小芯片的加热作用。 4.1 仿真模型与参数 根据第三部分的测试结果,在对芯片2施加功率时,芯片1和芯片3的温升有差异,为此对芯片的实际分布进行了确认,如图5所示,芯片1和芯片3相对芯片2的位置有差异,为此根据芯片实际分布,建立三维仿真模型如图6所示。 芯片表面80%的区域设为有效发热面积。由于热阻测试过程中获得的所有温度均为芯片中心温度,因此仿真中也取芯片中心点的温度进行分析。 材料参数如表2所示,其中芯片(Si)的导热率对温度较为敏感,因此采用温度相关的导热系数。 4.2 边界条件与结果分析 仿真时,模拟实际的测试环境,在外壳陶瓷基板底部添加一层导热硅脂,导热硅脂远离基板一侧施加恒温冷却条件(20℃)。分别对3个芯片单独施加功耗,确定各自的自热阻及耦合热阻,耦合热阻按照式(3)计算;所有芯片温度均取自芯片表面中心点,相关参数及仿真结果如表3所示。为便于比较,按表1芯片实测时的功率给芯片施加加热功率。 根据以上分析结果,确定此款封装产品的热阻矩阵如式(5)。 对比式(4)与式(5),测试结果与仿真结果的单项热阻值还存在一定的差异(最大的差别为2.2℃·W-1),但仿真获得的热阻值与测试值的差别在可接受范围内(误差小于20%)。由于结-壳热阻的测试结果与外部散热条件、功率等都有关系,仿真条件与测试条件的差异、材料参数的误差等都可能造成测试与仿真结果的不一致。同时,测试得到的热阻矩阵并非对称分布,即Rij≠Rji,实际情况下,两颗芯片的大小不同,相互的加热效果也不同,仿真与测试结果是一致的。因此对于多芯片封装,在封装设计阶段可以利用仿真方法对封装的散热特性进行较为准确的预估。 本文对多芯片陶瓷封装结壳热阻的表征方法进行了介绍分析,并就一款2D多芯片封装的热阻进行仿真与测试分析。分析发现,对于多芯片封装,芯片间的互加热效应是不可忽略的。对多芯片封装可采用热阻矩阵来描述封装自身的散热特性,热阻矩阵包含芯片的自热阻及各芯片间的耦合热阻;仿真方法可以对封装的散热特性进行较为准确的预估。多芯片封装热阻分析方法对于封装自身散热特性评估、后期的整机散热分析等有着积极的意义。 高 辉(1978—),男,陕西户县人,2003年毕业于长春理工大学,同年进入中国电子科技集团公司第58研究所,主要从事集成电路封装设计及项目管理工作; 仝良玉(1988—),男,江苏徐州人,2013年南通大学硕士研究生毕业,同年进入无锡中微高科电子有限公司,主要从事陶瓷封装的设计与仿真工作。

电脑芯片的散热性能分析与设计优化

电脑芯片的散热性能分析与设计优化

电脑芯片的散热性能分析与设计优化随着科技的发展,电脑芯片的性能需求越来越高,导致芯片的功耗也越来越大。

而芯片功耗的增加会引发散热问题,严重影响电脑的稳定性和寿命。

因此,对电脑芯片的散热性能进行分析和优化设计显得尤为重要。

本文将对电脑芯片的散热性能进行深入分析,并提出相应的设计优化方案。

一、散热性能分析电脑芯片的散热性能受到以下几个主要因素的影响:1. 芯片功耗:芯片功耗的增加会产生大量的热量,导致芯片温度升高。

2. 散热系统:散热系统的设计决定了芯片的散热性能。

散热系统包括散热片、散热风扇、散热鳍片等组成部分。

3. 材料热导率:芯片和散热系统的材料热导率决定了热量的传导效率。

材料热导率越高,芯片的散热性能越好。

4. 散热介质:散热介质的选择也会影响散热性能。

常见的散热介质包括空气、水和液态金属等。

基于以上因素,我们可以通过以下方法进行芯片散热性能的分析:1. 热仿真模拟:通过建立数学模型,利用计算机仿真软件,模拟芯片工作时的热场分布和温度分布,进而分析散热性能。

2. 温度测试:通过在芯片和散热系统中安装温度传感器,测量芯片的温度分布,以评估散热性能。

3. 热阻分析:通过测量散热器的热阻和芯片的热阻,计算出整个散热系统的热阻,从而评估散热性能。

二、设计优化方案针对电脑芯片的散热性能分析结果,我们可以采取以下设计优化方案:1. 散热系统升级:可以采用更高效的散热系统,如增加散热片面积、增大散热鳍片数量等。

同时,可以利用散热风扇、散热管等技术提高散热效果。

2. 材料优化:选择具有较高热导率的材料,如铜、铝等,以提高散热效率。

3. 散热介质改进:考虑使用更高效的散热介质,如水冷散热系统或液态金属散热系统,以提高散热性能。

4. 流体力学优化:利用流体力学原理,优化散热系统的设计,如流道的形状、速度分布等,以提高散热效果。

5. 功耗管理:通过降低芯片功耗,减少热量的产生,从源头上解决散热问题。

通过以上设计优化方案,可以有效改善电脑芯片的散热性能,提高电脑的稳定性和寿命。

mosfet器件热阻

mosfet器件热阻

mosfet器件热阻一、mosfet器件热阻简介在电子设备中,热量是一个不容忽视的问题。

尤其在功率mosfet器件中,由于其高频率、高电压和高电流的工作特性,热量的产生和积累会更加显著。

热阻是衡量mosfet器件散热性能的重要参数,它反映了器件内部产生的热量与周围环境之间的热交换能力。

热阻的大小直接影响到mosfet器件的可靠性和寿命,因此,对其研究具有重要意义。

二、mosfet器件热阻的构成mosfet器件的热阻主要包括三个部分:芯片热阻、封装热阻和散热器热阻。

1.芯片热阻:芯片热阻是指mosfet芯片内部产生的热量传递到芯片表面(即金属化区域)的阻力。

芯片热阻的大小主要取决于芯片内部的热导率和芯片表面的热容量。

2.封装热阻:封装热阻是指mosfet器件的封装材料和结构所引起的热量传递阻力。

封装热阻的大小与封装材料、厚度以及散热通道的设计有关。

3.散热器热阻:散热器热阻是指mosfet器件的散热器将热量传递到周围环境的阻力。

散热器热阻的大小取决于散热器的材料、表面积和散热环境等因素。

三、减小mosfet器件热阻的方法为了提高mosfet器件的可靠性和寿命,需要采取一系列措施来减小热阻。

以下是几种常用的方法:1.优化芯片设计:通过优化芯片的结构设计和材料选择,提高芯片内部的热导率,减小芯片热阻。

例如,采用低导热系数的绝缘层材料,优化芯片表面的金属化结构等。

2.选用高热导率的封装材料:选择高热导率的封装材料,如金属基板或陶瓷基板,可以有效地减小封装热阻。

同时,减少封装材料的厚度和层数也有助于提高传热效率。

3.增大散热面积:增加mosfet器件的散热表面积,如采用翅片式散热器或加装散热片等,可以降低散热器热阻,提高散热效果。

4.优化散热设计:通过改进散热通道和散热结构的设计,提高散热器的散热效率。

例如,采用导热性能良好的散热膏或相变材料,优化散热风扇的配置等。

5.环境温度控制:降低mosfet器件的工作环境温度可以有效减小器件的热阻。

芯片封装测试

芯片封装测试

芯片封装测试芯片封装测试是指对芯片进行封装后的性能、可靠性等方面进行测试和评估的过程。

在芯片封装过程中,多个芯片被封装在一个封装体内,形成一个完整的电子器件。

芯片封装测试是为了验证封装后的芯片是否满足设计要求,并能够正常工作。

芯片封装测试主要包括以下几个方面:1. 封装完整性测试:测试封装后的芯片是否完整、无损伤,封装是否正确。

这一步主要通过目视检查和红外热成像等方法进行。

2. 封装尺寸测试:测试封装后的芯片尺寸是否符合设计要求。

可以通过光学显微镜、扫描电子显微镜等工具进行测量和观察。

3. 封装引脚测试:测试封装后的芯片引脚是否正确连接,并能够正常传输信号。

这一步可以通过引脚测试仪进行。

4. 封装可靠性测试:测试封装后的芯片在不同环境和工作条件下的可靠性。

这一步主要包括温度循环测试、湿热测试、气候老化测试等。

5. 封装性能测试:测试封装后的芯片的电性能和性能参数是否符合设计要求。

这一步可以通过引脚测试仪、逻辑分析仪、示波器等进行。

6. 封装耐久性测试:测试封装后的芯片在长时间使用和操作后的性能是否受影响。

这一步可以通过长时间工作测试、高压测试、冲击测试等进行。

芯片封装测试的目的是保证封装后的芯片能够正常工作,具备良好的可靠性和稳定性。

只有通过严格的测试和评估,才能提高芯片封装的质量和可靠性,确保芯片的长时间稳定运行。

除了上述的常规测试,还可以根据具体需求进行其他类型的测试。

例如,如果芯片被用于高温环境下的应用,可以进行高温下的热阻测试和功耗测试;如果芯片需要在低温环境下工作,可以进行低温下的性能测试和可靠性测试等。

总之,芯片封装测试是确保封装后的芯片质量和性能的重要环节,只有通过全面的测试和评估,才能保证芯片的可靠性和稳定性。

LED结温测算方法

LED结温测算方法

LED结温测算⽅法⽬录第⼀章电压法测量结温第⼀节电压法测算结温的理论依据第⼆节K系数的测量1. 测量K系数的原理2. 关于K系数的说明3. 测试电流⼤⼩对K系数的影响4. K系数测量⽅法5. 数据处理6. 关于器件⼚商提供K值的建议7. K系数测量误差问题第三节利⽤K系数测算结温第⼆章热阻法测算结温第⼀节热阻法测算结温的基本原理第⼆节热阻法测结温的问题1. 为什么要⽤热阻法测结温2. 热阻参考点的选择3. 器件传热状况的影响4. 温度的影响5. 热阻法测结温参考点的正确选择第三章其它测结温⽅法简介前⾔关于 PN 结温度的测量,以往在半导体器件应⽤端测算结温的⼤多是采⽤热阻法,但这种⽅法对LED 器件是有局限性的,并且以往很多情况下被错误地应⽤。

应⽤热阻法的错误之处,以及其局限性,本⼈已在⽂献【1】中有详细阐述。

本⼈认为应该摒弃热阻法。

现在出现了不少新的测结温的⽅法,但其中⼀些⽅法也许并不能很好地反映结温。

⽐如红外成像法,理论上讲这只是测量器件表⾯或芯⽚表⾯的温度,不可能测量到实际 PN 结处的温度。

光谱法则只是个别专业测试机构能够进⾏,仪器昂贵,不适于器件使⽤者⽇常⼯作。

实际上,⽆论从专业测量,还是业余测量,最简便易⾏、最准确的、最基础的,还是电压法测算结温。

热阻法其实是在电压法基础上衍⽣⽽来的。

由于现在测量显⽰精度达 1mV 的仪表很便宜,器件使⽤者完全没有必要采⽤热阻法来测算结温。

本⽂主要是介绍电压法测算结温。

也介绍了热阻法测算结温,并提出热阻法存在的问题。

最后简单介绍了⼀些其它测结温的⽅法。

本⽂介绍的电压法测算结温的⽅法,是从⼀般⼯程应⽤的⾓度来讲。

主要是为⼀般的器件⼚商和器件使⽤者提供⾃⼰测试的⽅法。

因此所述的⽅法中,使⽤的⼀些仪器不能与专业的仪器设备⽐较,但精度和准确性不⽤担⼼。

这⽅⾯只要你懂得了物理原理就明⽩了。

关键还是看具体的操作者对测试机构的设计和仪表的选择,以及操作中的精⼼程度。

ansys icepak 对芯片封装热阻的仿真计算过程

ansys icepak 对芯片封装热阻的仿真计算过程ANSYS Icepak是一款用于热管理系统仿真的软件。

下面是使用ANSYS Icepak进行芯片封装热阻仿真计算的一般过程:1. 创建几何模型:使用ANSYS DesignModeler或导入外部CAD文件创建芯片封装的几何模型。

该模型应包括芯片、封装材料、散热器等组件。

2. 定义材料属性:定义各组件的热导率、热容和密度等材料属性。

这些属性可以通过材料库中的预定义材料进行选择或手动输入。

3. 设置边界条件:为模型定义边界条件,例如输入功率、环境温度和对流热通量等。

这些条件模拟了实际工作条件。

4. 划分网格:使用ANSYS Icepak的网格划分工具对几何模型进行网格划分。

划分的网格应具有足够的精度以捕捉流动和温度梯度的变化。

5. 设置求解器选项:选择合适的求解器选项,例如收敛准则、迭代次数和求解时间步长等。

这些选项将影响仿真的结果精度和计算时间。

6. 进行仿真计算:运行仿真计算以求解热传导方程和流体力学方程。

ANSYS Icepak将使用选定的求解器和网格对模型的热传导和流动进行求解。

7. 分析结果:分析仿真结果,包括温度分布、热阻、对流和辐射热传输等。

这些结果可用于评估芯片封装的热性能,并进行优化设计。

8. 优化设计:根据仿真结果,根据需要对芯片封装进行优化设计,例如改变材料、几何形状或散热器结构等。

9. 重新仿真计算:根据优化设计的参数,重新进行仿真计算以评估改进的热性能。

如果需要进一步优化,可以重复步骤8和9,直到满足设计要求。

以上是一个一般的ANSYS Icepak对芯片封装热阻进行仿真计算的过程。

具体的步骤和设置参数会根据具体的模型和需求而有所不同。

热阻rjc仿真标准

热阻rjc仿真标准
热阻Rjc仿真标准是指用于评估电子设备中芯片结点到冷却装置(例如散热器或冷却风扇)之间热阻的仿真标准。

Rjc表示芯片结点到冷却装置之间的热阻,通常以摄氏度/瓦特(℃/W)为单位。

这个标准对于电子设备的设计和可靠性分析非常重要,因为它有助于预测设备在不同工作条件下的温度分布和热性能。

在热阻Rjc仿真中,通常会使用热仿真软件来模拟电子设备在工作过程中的热量分布和流动情况。

这些软件可以基于设备的几何形状、材料属性、热源分布等因素来建立数学模型,并通过求解热传导方程来得到温度分布和热阻等参数。

为了进行准确的热阻Rjc仿真,需要遵循一些标准和实践。

例如,应该使用合适的热阻模型和参数,考虑设备在工作过程中的各种热源和散热机制,以及确保仿真模型的准确性和可靠性。

此外,还需要对仿真结果进行合理的解释和分析,以评估设备的热性能和可靠性。

总之,热阻Rjc仿真标准是电子设备设计和可靠性分析中非常重要的一个方面。

通过遵循合适的仿真标准和实践,可以得到准确的热阻参数和温度分布信息,为设备的设计和优化提供重要的依据。

模拟芯片发热功率及表面温度的测试方法与相关技术

本技术公开的一种模拟芯片发热功率及表面温度的测试方法,按如下步骤实现:在环境常温条件下,测试实际芯片样件运行工况下的表面温度T随时间τ变化的关系,获取实际芯片运行温度与时间的Tτ曲线、表面温度与芯片内部发热功率Ph和时间τ的数值的到Phτ曲线和电功率Pv与模拟芯片表面温度T和时间τ的关系曲线Pv Tτ,建立与实际芯片尺寸相同的传热模型及其传热数学模型,得到芯片热功率Ph与模拟芯片电功率Pv关系式;连接直流电源和可编程控制器,通电加热模拟芯片,加载实际运行程序,可编程控制模块控制电压输出,测试并模拟芯片表面温度,将模拟芯片实测表面温度与实际芯片表面温度对比,实现模拟实际芯片的发热功率。

权利要求书1.一种模拟芯片发热功率及表面温度的测试方法,其特征在于包括如下步骤:在环境常温条件下,测试实际芯片样件运行工况下的表面温度T随时间τ变化的关系,分析表面温度与芯片发热功率,得到实际芯片运行温度与时间的T-τ曲线;根据模拟芯片表面温度与芯片内部发热功率Ph和时间τ的数值,得到Ph-τ曲线;测试模拟芯片不同功率下芯片表面的温度,瞬间热飙升的响应速度和在恒定功率下达到平衡时的芯片温度及芯片表面温度的降低过程,得到电功率Pv=UI与模拟芯片表面温度T和时间τ的关系曲线Pv-T-τ;分析表面温度与芯片发热功率关系Pv-T-τ曲线,建立与实际芯片尺寸相同的传热模型及其传热数学模型;根据测试的实际芯片T-τ曲线,利用芯片传热模型分析得到Ph-τ曲线,得到模拟芯片运行温度与时间关系的Ph-T-τ曲线;分析芯片传热模型Ph-T-τ和模拟芯片Pv-T-τ曲线,得到芯片热功率Ph与模拟芯片电功率Pv关系式:Pv=a*Ph3+b*Ph2+c*Ph+d;再由此Pv关系得到模拟芯片电压控制Pv-τ曲线;对可编程控制器编程,将模拟芯片连接线与直流电源正负极连接,连接直流电源和可编程控制器,通电加热模拟芯片,加载实际运行程序,实现芯片的热功率加载,采用可编程控制模块控制电压输出,使直流电源输出Pv-τ电压加载模拟的芯片,测试并模拟芯片表面温度,将模拟芯片实测表面温度与实际芯片表面温度对比,实现模拟实际芯片的发热功率。

关于热阻和湿阻测试系统说明

随着人们生活水平的提高,对于织物舒适性有了更多的要求,所谓织物舒适性,指的是织物制成织物后,能赋予人体感觉舒适的性能。

人体舒适感来自触觉和视觉,有生理、心理和物理的各项内容。

可因季节、环境、生活习惯和劳动强度等差异而不同。

人体的生理舒适,要求所排泄的汗气能及时散逸和保持体温。

织物的透气、透湿和导热性能为主要影响因素。

物理方面的舒适性体现为手感或风格,包括柔软、回弹性能、表面平整和无刺痒感等,由纤维形态尺寸、模量、变形恢复、表面摩擦等性能决定。

心理方面的舒适性体现为美感,由织物的光泽、尺寸稳定和色泽等决定。

而织物的热阻与湿阻,更是织物舒适度的一项重要指标。

目前关于织物面料热阻湿阻的测试方法众多,如通风蒸发热板法(GB/T11048)、静态平板法(GB/T 11048)、水蒸气倒杯法(ASTM E96BW)、出汗热板法(ASTM F1868)等等。

本文将以A法蒸发热板法为核心,介绍织物热阻及湿阻的测量。

人体热量散失主要有显热和潜热之分。

显热指人体与环境之间存在温度差时,人体向外界释放的热量,主要形式有传导、辐射和热对流;潜热指以汗液蒸发的形式带走的热量。

织物热阻( ℃·m2/W)表示在织物的层与层之间由于温度差而形成的热流阻力。

热阻值可以用织物层与层之间的温度差与垂直通过该织物单位面积热流量的比值来表示,并且值越大,表明保温效果越好,导热性越差。

目前,国际通用指标为克罗值(clo),定义为:气温21 ℃、湿度50%±0.2%、风速小于0.1 m/s 的室内,安静坐着或从事轻度脑力劳动的成年男子感觉舒适(代谢产热量约为58.15 W/m2),并能将皮肤平均温度维持在33 ℃左右时所穿织物的隔热保温能力为1 clo(1 clo=0.155 ℃·m2/W)。

织物湿阻(Pa·m2/W)表示由于织物内外存在水蒸气压差而导致的透湿阻力。

湿阻值可以用织物内外的水蒸气压差与垂直通过单位面积内蒸发热流量的比值来表示。

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芯片热阻测试
芯片热阻测试是电子行业中常用的一种测试方法,用于评估芯片在工作过程中的散热能力。

芯片的热阻是指芯片在单位面积上单位时间内散发的热量与芯片温度之间的比值。

通过测量芯片的热阻,可以判断芯片在工作时是否会过热,从而保证芯片的稳定性和可靠性。

芯片的热阻测试通常需要使用热阻测试仪器,该仪器能够提供稳定的电流和电压,同时能够测量芯片的温度。

在测试过程中,首先需要将芯片与散热器紧密接触,以确保热量能够有效地传递到散热器上。

然后,通过在芯片上施加稳定的电流和电压,使芯片产生热量。

测试仪器会实时测量芯片的温度,并记录下来。

在测试过程中,需要注意以下几点。

首先,要确保测试环境的稳定性,包括室温、湿度等因素。

这些因素会对测试结果产生影响,因此需要严格控制。

其次,要选择合适的测试参数,包括电流、电压等。

这些参数应该根据芯片的规格和要求进行选择,以保证测试的准确性和可靠性。

最后,要进行多次测试,以取得稳定和一致的结果。

每次测试应该持续足够的时间,以确保芯片的温度达到稳定状态。

芯片热阻测试的结果通常以温度-时间曲线的形式呈现。

通过分析曲线的斜率,可以计算出芯片的热阻值。

热阻值越小,说明芯片的散热能力越好。

热阻测试的结果可以用于评估芯片的散热性能,并在
设计和生产中进行优化。

芯片热阻测试在电子行业中具有重要的意义。

首先,芯片的热阻是芯片设计和制造的重要参数之一。

通过测试芯片的热阻,可以评估芯片的散热能力是否满足要求,从而指导芯片的设计和制造。

其次,芯片的散热能力直接影响芯片的性能和可靠性。

如果芯片的散热能力不足,可能会导致芯片过热,从而影响芯片的性能和寿命。

因此,芯片热阻测试对于保证芯片的稳定性和可靠性非常重要。

除了芯片热阻测试,还有一些其他与芯片散热相关的测试方法。

例如,可以使用红外热像仪来检测芯片的温度分布,以评估散热器的散热效果。

还可以使用热敏电阻或热电偶等传感器来测量芯片的温度,以提供更准确的测试结果。

这些测试方法可以互相补充,以全面评估芯片的散热性能。

芯片热阻测试是评估芯片散热能力的重要方法。

通过测量芯片的温度和施加稳定的电流和电压,可以计算出芯片的热阻值。

芯片热阻测试对于芯片的设计和制造具有指导意义,并且对于保证芯片的稳定性和可靠性非常重要。

除了热阻测试,还可以使用其他相关的测试方法来评估芯片的散热性能。

通过综合运用这些测试方法,可以更全面地评估芯片的散热能力,从而提高芯片的性能和可靠性。

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