汽車電子領域的散熱挑戰(zhàn)

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(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，在汽車照明、顯示和傳感器等多個方面發(fā)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(chǎn)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(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-輔助測試基板-導熱連接材料。

熱阻測試的好處

1.提高器件性能穩(wěn)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(wěn)定性，確保其在汽車復雜的工作環(huán)境中保持最佳工作狀態(tài)。

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(tǒng)可靠性

在汽車電子系統(tǒng)中，任何一個器件的過熱都可能導致系統(tǒng)故障。熱阻測試有助于確保每個器件都能在高溫下穩(wěn)定工作，從而提高整個系統(tǒng)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(huán)節(jié)。

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(cè)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(shù)設置。

4. K系數(shù)測試：使用小電流供電，測試并保存K系數(shù)。

5. 熱阻測試：設置目標溫度，使用大電流進行熱阻測試。

6. 數(shù)據(jù)記錄：保存測試數(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)處理和溫升標記。

注意事項

避免過大電流，確保K系數(shù)測試準確性，控制控溫臺溫度。

熱阻測試的設備

熱瞬態(tài)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(tài)和動態(tài)測試模式，能實時采集器件瞬態(tài)溫度響應曲線，采樣率高達1微秒，測試延遲和結(jié)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(jié)合，進行器件熱學參數(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%的電流準確度和-50℃至200℃的熱溫測量范圍。

T3Ster可測量半導體器件的結(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。