汽車(chē)電子領(lǐng)域的散熱挑戰(zhàn)

在汽車(chē)電子領(lǐng)域，隨著電子設(shè)備在車(chē)輛中的廣泛應(yīng)用，對(duì)電子器件的性能和可靠性要求也日益嚴(yán)格。

AEC-Q102標(biāo)準(zhǔn)作為汽車(chē)電子委員會(huì)（Automotive Electronics Council）制定的一項(xiàng)重要測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，專(zhuān)注于評(píng)估汽車(chē)電子中使用的分立光電半導(dǎo)體元器件的可靠性和質(zhì)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(chē)照明、顯示和傳感器等多個(gè)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。而熱阻測(cè)試，作為AEC-Q102標(biāo)準(zhǔn)中的核心測(cè)試項(xiàng)目之一，對(duì)于確保這些器件的散熱性能至關(guān)重要。

熱阻測(cè)試的概念與重要性

熱阻，從物理學(xué)角度定義，指的是當(dāng)有熱量在物體上傳輸時(shí)，在物體兩端溫度差與熱源的功率之間的比值。功率半導(dǎo)體器件在工作中總會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，倘若這些熱量不能及時(shí)有效地傳播出去，就會(huì)造成器件內(nèi)部熱積累，結(jié)溫上升，使得器件可靠性降低，甚至造成器件功能失效，無(wú)法安全工作。

熱阻是表征阻止熱量傳遞的能力的綜合參數(shù)，也就是直接反映器件散熱性能好壞的參數(shù)。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(cè)試基板-導(dǎo)熱連接材料。

熱阻測(cè)試的好處

1.提高器件性能穩(wěn)定性

通過(guò)熱阻測(cè)試，可以評(píng)估器件在高溫工作條件下的性能穩(wěn)定性，確保其在汽車(chē)復(fù)雜的工作環(huán)境中保持最佳工作狀態(tài)。

2.延長(zhǎng)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(zhǎng)其使用壽命，減少更換頻率，降低維護(hù)成本。金鑒實(shí)驗(yàn)室具備“LED封裝器件的熱阻測(cè)試及散熱能力評(píng)估”的服務(wù)，能夠幫助客戶評(píng)估LED封裝器件的散熱水平。

3.增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性

在汽車(chē)電子系統(tǒng)中，任何一個(gè)器件的過(guò)熱都可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障。熱阻測(cè)試有助于確保每個(gè)器件都能在高溫下穩(wěn)定工作，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

熱阻測(cè)試的實(shí)施

熱阻測(cè)試是AEC-Q102標(biāo)準(zhǔn)中評(píng)估汽車(chē)電子器件散熱性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

試驗(yàn)?zāi)康呐c適用范圍：確定單個(gè)集成電路器件的熱特性，適用于熱測(cè)試芯片和有源集成電路器件。

測(cè)試原理：通過(guò)測(cè)量材料兩側(cè)的溫度差及熱流，計(jì)算出材料的熱阻。

測(cè)試過(guò)程

1. 設(shè)備啟動(dòng)：開(kāi)啟T3Ster主機(jī)、控溫儀和電腦。

2. 樣品準(zhǔn)備：將樣品固定在控溫臺(tái)上，并連接電源線。

3. 軟件設(shè)置：在T3Ster軟件中進(jìn)行測(cè)試參數(shù)設(shè)置。

4. K系數(shù)測(cè)試：使用小電流供電，測(cè)試并保存K系數(shù)。

5. 熱阻測(cè)試：設(shè)置目標(biāo)溫度，使用大電流進(jìn)行熱阻測(cè)試。

6. 數(shù)據(jù)記錄：保存測(cè)試數(shù)據(jù)文件。

7. 結(jié)果分析：使用T3Ster Master軟件分析數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)函數(shù)處理和溫升標(biāo)記。

注意事項(xiàng)

避免過(guò)大電流，確保K系數(shù)測(cè)試準(zhǔn)確性，控制控溫臺(tái)溫度。

熱阻測(cè)試的設(shè)備

熱瞬態(tài)測(cè)試儀T3Ster是一種先進(jìn)的半導(dǎo)體器件熱特性測(cè)試設(shè)備，適用于測(cè)試IC、SoC、SIP、散熱器和熱管等的熱特性。它具備靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試模式，能實(shí)時(shí)采集器件瞬態(tài)溫度響應(yīng)曲線，采樣率高達(dá)1微秒，測(cè)試延遲和結(jié)溫分辨率分別高達(dá)0.01℃。

T3Ster滿足JEDEC和IEC標(biāo)準(zhǔn)，支持LED的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并能與熱仿真軟件無(wú)縫結(jié)合，進(jìn)行器件熱學(xué)參數(shù)的仿真優(yōu)化。技術(shù)規(guī)格包括0-38A/40V的加熱功率、0.05%的電流準(zhǔn)確度和-50℃至200℃的熱溫測(cè)量范圍。

T3Ster可測(cè)量半導(dǎo)體器件的結(jié)溫、穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱阻抗，分析封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)，測(cè)量材料熱特性和接觸熱阻，是半導(dǎo)體熱測(cè)試領(lǐng)域的重要工具。