汽車電子領域的散熱挑戰

在汽車電子領域，隨著電子設備在車輛中的廣泛應用，對電子器件的性能和可靠性要求也日益嚴格。

AEC-Q102標準作為汽車電子委員會（Automotive Electronics Council）制定的一項重要測試標準，專注于評估汽車電子中使用的分立光電半導體元器件的可靠性和質量。這些元器件，包括LED、激光器件、光電二極管和光電晶體管等，在汽車照明、顯示和傳感器等多個方面發揮著關鍵作用。而熱阻測試，作為AEC-Q102標準中的核心測試項目之一，對于確保這些器件的散熱性能至關重要。

熱阻測試的概念與重要性

熱阻，從物理學角度定義，指的是當有熱量在物體上傳輸時，在物體兩端溫度差與熱源的功率之間的比值。功率半導體器件在工作中總會產生一定的熱量，倘若這些熱量不能及時有效地傳播出去，就會造成器件內部熱積累，結溫上升，使得器件可靠性降低，甚至造成器件功能失效，無法安全工作。

熱阻是表征阻止熱量傳遞的能力的綜合參數，也就是直接反映器件散熱性能好壞的參數。熱阻越小，則散熱能力越好。

LED的一般散熱路徑為：芯片-固晶層-支架或基板-焊錫膏-輔助測試基板-導熱連接材料。

熱阻測試的好處

1.提高器件性能穩定性

通過熱阻測試，可以評估器件在高溫工作條件下的性能穩定性，確保其在汽車復雜的工作環境中保持最佳工作狀態。

2.延長器件使用壽命

良好的散熱性能可以有效降低器件工作溫度，延長其使用壽命，減少更換頻率，降低維護成本。金鑒實驗室具備“LED封裝器件的熱阻測試及散熱能力評估”的服務，能夠幫助客戶評估LED封裝器件的散熱水平。

3.增強系統可靠性

在汽車電子系統中，任何一個器件的過熱都可能導致系統故障。熱阻測試有助于確保每個器件都能在高溫下穩定工作，從而提高整個系統的可靠性。

熱阻測試的實施

熱阻測試是AEC-Q102標準中評估汽車電子器件散熱性能的關鍵環節。

試驗目的與適用范圍：確定單個集成電路器件的熱特性，適用于熱測試芯片和有源集成電路器件。

測試原理：通過測量材料兩側的溫度差及熱流，計算出材料的熱阻。

測試過程

1. 設備啟動：開啟T3Ster主機、控溫儀和電腦。

2. 樣品準備：將樣品固定在控溫臺上，并連接電源線。

3. 軟件設置：在T3Ster軟件中進行測試參數設置。

4. K系數測試：使用小電流供電，測試并保存K系數。

5. 熱阻測試：設置目標溫度，使用大電流進行熱阻測試。

6. 數據記錄：保存測試數據文件。

7. 結果分析：使用T3Ster Master軟件分析數據，包括結構函數處理和溫升標記。

注意事項

避免過大電流，確保K系數測試準確性，控制控溫臺溫度。

熱阻測試的設備

熱瞬態測試儀T3Ster是一種先進的半導體器件熱特性測試設備，適用于測試IC、SoC、SIP、散熱器和熱管等的熱特性。它具備靜態和動態測試模式，能實時采集器件瞬態溫度響應曲線，采樣率高達1微秒，測試延遲和結溫分辨率分別高達0.01℃。

T3Ster滿足JEDEC和IEC標準，支持LED的國際標準，并能與熱仿真軟件無縫結合，進行器件熱學參數的仿真優化。技術規格包括0-38A/40V的加熱功率、0.05%的電流準確度和-50℃至200℃的熱溫測量范圍。

T3Ster可測量半導體器件的結溫、穩態和瞬態熱阻抗，分析封裝內部結構，測量材料熱特性和接觸熱阻，是半導體熱測試領域的重要工具。