[發明專利]結環熱阻的測試方法及系統

有效

• 申請號: 201310526782.8
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103543174A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 宋芳芳;何小琦;恩云飛
• 申請（專利權）人: 工業和信息化部電子第五研究所
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 謝偉;曾旻輝

技術領域

本發明涉及測試技術領域，特別是涉及一種結環熱阻的測試方法及系統。

背景技術

結環熱阻是電子元器件性能參數的重要指標，表征器件的散熱能力。在電子元器件的設計和使用過程中，散熱性能是必須考慮的一個重要因素。準確的測量結環熱阻對于微波組件、混合集成電路的熱性能評價、設計和驗收有著重要的參考意義。

精確提取被測器件的結溫是準確獲得被測器件結環熱阻的關鍵，結溫指的是處于電子設備中實際半導體芯片（晶圓、裸片）的最高溫度。在結溫測量方式中，通常采用紅外熱像技術，該紅外熱像技術具有測量結果直觀形象、非接觸測量、測量范圍寬、響應速度快等優勢，且可直接測量具有一定面積的二維溫度場。然而，采用紅外熱像法對被測器件芯片的結溫進行測試時，需先將被測器件的封裝蓋進行開帽，將芯片暴露出來才能夠使用紅外熱像測溫裝置進行探測，而開帽后被測器件的溫度會發生損耗，導致無法準確測量結溫，進而結環熱阻的測試結果不精準。

發明內容

基于此，有必要針對無法準確測量結溫，進而結環熱阻的測試結果不精準的問題，提供一種結環熱阻的測試方法及系統。

一種結環熱阻的測試方法，包括以下步驟：

測量并記錄被測樣品處于功率加載狀態下的殼溫參數；

開封處理所述被測樣品；

補償開封后被測樣品測溫的殼溫，使所述殼溫與開封前所測得的殼溫參數一致；

通過紅外熱像法獲取結溫，計算結環熱阻。

在其中一個實施例中，所述補償開封后被測樣品測溫的殼溫，使所述殼溫與開封前所測得的殼溫參數一致的步驟，具體包括：

從靠近所述被測樣品相對兩側的端部方向夾持并固定所述被測樣品；

熱傳導溫度于所述被測樣品，使所述殼溫與開封前所測得的殼溫參數一致。

在其中一個實施例中，所述從靠近所述被測樣品相對兩側的端部方向夾持并固定所述被測樣品的步驟之前，包括以下步驟：

涂覆導熱規子于所述被測樣品需進行熱傳導的一側。

在其中一個實施例中，所述通過紅外熱像法獲取結溫，計算結環熱阻的步驟，具體包括：

計算被測樣品各器件的發射率；

測量處于固定功率加載狀態的被測樣品各器件的結溫；

根據公式計算結環熱阻，其中，θja為結環熱阻，Tj為被測樣品的結溫，Ta為被測樣品所處的環境溫度，Pc為被測樣品的熱功耗。

在其中一個實施例中，所述計算被測樣品各器件的發射率的步驟，具體包括：

保持被測樣品處于無功率加載狀態；

熱傳導溫度于所述被測樣品，使所述被測樣品的殼溫分別處于溫度T₁和T₂，溫度T₁和T₂不同，探測被測樣品分別在溫度T₁和T₂的輻射能，根據公式計算被測樣品各器件的發射率，其中，e為發射率，N_M1、N_M2分別為在溫度T₁、T₂時的紅外探測的紅外輻射能，N_T1、N_T2分別為黑體在溫度T₁、T₂的輻射能。

一種結環熱阻的測試系統，包括：

測量記錄裝置，測量并記錄被測樣品處于功率加載狀態下的殼溫參數；

開封裝置，開封處理被測樣品；

補償殼溫裝置，補償開封后被測樣品測溫的殼溫，使所述殼溫與開封前所測得的殼溫參數一致；

紅外熱像測溫裝置，通過紅外熱像法獲取結溫以計算結環熱阻。

在其中一個實施例中，所述補償殼溫裝置包括可將被測樣品夾持并固定于溫度控制臺的測試夾具，所述測試夾具熱傳導所述溫度控制臺的溫度于所述被測樣品，所述測試夾具包括可固定于溫度控制臺的底板，所述底板設置有可放置被測樣品的放置部，以及位于所述放置部相對兩側邊緣的夾持部，所述夾持部開設有可鎖緊被測樣品的鎖緊螺紋孔。

在其中一個實施例中，所述測試夾具包括可固定被測樣品的調節板，所述調節板可通過鎖緊螺紋孔固定于所述放置部，所述調節板設置有可固位被測樣品的定位螺紋孔。

在其中一個實施例中，所述底板與所述溫度控制臺之間設置有導熱規子，所述測試夾具與所述被測樣品之間設置有導熱規子。

在其中一個實施例中，所述測試夾具包括夾緊塊，所述夾緊塊可分離的設置于所述放置部。