近期不少客户咨询,如何测试封装IC类样品的热特性,以及结温与封装热阻的测量。在本文中,将结合集成电路热测试标准和载板设计标准向大家介绍如何用T3Ster瞬态热阻测试仪测试IC产品的热特性。
介绍
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JESD51-2A的热阻测试环境:(标准静止空气箱)。
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Rthj-bottom表示结到塑封料底面(case bottom)的热阻,不含金属焊料表面。 -
Rthj-board表示结到PCB板背面的热阻。遵循的标准JEDEC51-14一维传热路径双界面分离法。 -
Rthjt表示结到器件塑封料顶部(top)的热阻。遵循的标准JEDEC51-14一维传热路径双界面分离法。 -
Rthja表示结到环境(air)的热阻,遵循的标准JEDEC51-2集成电路自然对流热测试环境要求及测试方法。
图二:热阻参数定义
IC热阻测量方法
图三:JEDEC JESD 51半导体热测试标准
图四:电压法测试结温原理
图五:COMS结构测试其体二极管
图六:典型的热测试芯片原理图及测试连接
热阻测试载板
当一个IC样品满足了电压法测量条件后,为了便于接线和操作,以及确保测试结果的可靠性和可比性,需要制作标准测试载板,标准测试载板可帮助工程师评估器件的热性能,确定适当的散热措施和设计参数,提高IC器件的可靠性和性能。
载板设计标准JESD51-7和JESD51-9对测试载板的尺寸、材料和表面处理等方面都作出了严格的要求,这些要求可以更好地控制测试条件,从而减少测试误差。
图七:典型的热阻测试载板1
图八:典型的热阻测试载板2
图十一:通过数据处理得到样品的Rja值
总结
利用T3Ster测试IC样品的热特性,我们首先需确定其电压特性,通过芯片的反向二极管、衬底二极管或者是制作热测试芯片等方式实现,再将芯片焊接在标准的测试载板上,才能对样品进行测量。
贝思科尔(BasiCAE),专注于为国内高科技电子、半导体、通信等行业提供先进的电子设计自动化(EDA)、工程仿真分析(CAE)、半导体器件热阻(Rth)及功率循环(Power Cycling)热可靠性测试,以及研发数据信息化管理的解决方案和产品服务。